C++STL容器vector容器大小相关函数

前言

主要参考

vector::size

vector::max_size

vector::resize

vector::capacity

vector::empty

vector::reserve

vector::shrink_to_fit

共勉

前言

本文将讨论STL容器vector中与迭代器相关的函数，模板参数T为int类型。

主要参考

cpluscplus.com

侯捷《STL源码剖析》

通义

vector::size

size_type size();

参数: 无

返回值: 返回vector中的元素数量, 返回一个无符号整型

功能:

返回vector中的元素数量。
这是vector中实际持有的对象数量，这并不一定等于其存储容量。

案例

#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::cout << std::endl;
    std::vector<int> myints;
    std::cout << "0. size: " << myints.size() << '\n';

    // 向向量中添加 10 个元素，从 0 到 9
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        myints.push_back(i);
    }
    std::cout << "1. size: " << myints.size() << '\n';

    // 在向量末尾插入 10 个值为 100 的元素
    myints.insert(myints.end(), 10, 100);
    std::cout << "2. size: " << myints.size() << '\n';

    // 移除向量的最后一个元素
    myints.pop_back();
    std::cout << "3. size: " << myints.size() << '\n';
    std::cout << std::endl;
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

运行结果

vector::max_size

size_type max_size();

参数: 无

返回值: vector可以包含的最大的元素数. (返回一个无符号整型)

功能:

返回向量可以容纳的最大元素数。
这是由于已知系统或库实现限制而达到的容器的最大潜在大小，但容器绝不是保证能够达到该大小：在到达该大小之前仍有可能无法分配存储。

案例
#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::cout << std::endl;
    std::vector<int> myvector;

    // set some content in the vector:
    for (int i = 0; i < 100; i++)
        myvector.push_back(i);

    std::cout << "size: " << myvector.size() << "\n";
    std::cout << "max_size: " << myvector.max_size() << "\n";

    std::cout << std::endl;

    return 0;
}
运行结果

vector::resize

void resize (size_type n)

void resize (size_type n, const value_type& val)

参数:

n为新容器的大小, 以元素数量表示. 一个无符号整型
val如果n大于当前容器大小,对象的内容被复制到添加的元素中。如果没有指定，则使用默认构造函数代替。

返回值: 无返回值

功能:

将容器调整可以包含n个元素的大小。
如果n小于当前容器大小，则内容减少到其前n个元素，删除超出的（并销毁它们）。
如果n大于当前容器大小，则通过在末尾插入所需数量的元素来扩展内容，直到达到n的大小。
如果val指定，则新元素作为val的副本初始化，否则，它们被值初始化。
如果n也大于当前容器容量，则自动重新分配已分配存储空间。请注意，此函数通过从容器中插入或删除元素而更改实际的内容。

案例
#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::cout << '\n';

    std::vector<int> myvector;

    // set some initial content:
    for (int i = 1; i < 10; i++)
    {
        myvector.push_back(i);
    }

    std::cout << "myvector中初始内容: ";
    for (int i = 0; i < myvector.size(); i++)
    {
        std::cout << ' ' << myvector[i];
    }
    std::cout << '\n';
    std::cout << '\n';

    myvector.resize(5);
    std::cout << "将myvector大小设置为5时: ";
    for (int i = 0; i < myvector.size(); i++)
    {
        std::cout << ' ' << myvector[i];
    }
    std::cout << '\n';
    std::cout << '\n';

    myvector.resize(8, 100);

    std::cout << "将myvector大小设置为8, 并将大于原本空间的位置设置为100时: ";
    for (int i = 0; i < myvector.size(); i++)
    {
        std::cout << ' ' << myvector[i];
    }
    std::cout << '\n';
    std::cout << '\n';

    myvector.resize(12);

    std::cout << "将myvector大小扩大为12时: ";
    for (int i = 0; i < myvector.size(); i++)
    {
        std::cout << ' ' << myvector[i];
    }
    std::cout << '\n';
    std::cout << '\n';

    return 0;
}
运行结果

vector::capacity

size_type capacity();

参数: 无

返回值:

向量中当前分配的存储容量大小，以它能容纳的元素个数为单位。 (返回一个无符号整型)

功能:

返回为向量分配的存储空间大小，以元素为单位表示。
此容量不一定等于向量大小。它可以相等或更大，并且额外的空间允许在插入时无需重新分配即可容纳增长。
请注意，该容量并不意味着对向量大小的限制。当此容量用尽并且需要更多时，
容器会自动扩展（重新分配其存储空间）。向量的最大尺寸由成员max_size给出理论上的上限。

案例
#include <iostream>
#include <vector>


int main ()
{
  std::vector<int> myvector;

  // 向myvector中插入5个元素:
  for (int i=0; i<5; i++) myvector.push_back(i);

  std::cout << "size: " << (int) myvector.size() << '\n';
  std::cout << "capacity: " << (int) myvector.capacity() << '\n';
  return 0;
}
运行结果

这里可以看出当前myvector对象的大小是小于容器大小的, 因为容器在自动扩容的时候, 为了预防频繁多次扩容, 会一次性扩容较大的值, 不同的环境扩容大小可能会不一样. 所以capacity的值可能会有变化.

vector::empty

bool empty();

参数: 无
返回值: 如果容器大小为零，则为真，否则为假。(返回一个bool值)

功能: 测试向量是否为空
案例
#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::cout << '\n';
    std::vector<int> myvector;
    int sum(0);

    for (int i = 1; i <= 10; i++)
        myvector.push_back(i);

    // 当myvector容器为空的时候跳出循环
    while (!myvector.empty())
    {
        sum += myvector.back();
        myvector.pop_back();
    }

    std::cout << "total: " << sum << '\n';
    std::cout << '\n';
    return 0;
}
运行结果

该示例将myvector的内容初始化为数字序列（从1到10）。然后逐个弹出元素，直到为空，并计算其和。

vector::reserve

void reserve (size_type n);

参数:

n为向量的最小容量。结果向量的容量可能等于或大于n。

size_type是一个无符号整数类型。

返回值: 无返回值

功能:

请求更改容量要求向量容量至少足以包含n个元素。
如果n大于当前vector容量，该函数将容器重新分配其存储并增加其vector到n（或更大）。在所有其他情况下，函数调用不会导致重新分配，并且vector容量不受影响。此功能对vector大小没有影响，也不能改变其元素。

案例
#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::cout << '\n';
    std::vector<int>::size_type sz;

    std::vector<int> v1;
    sz = v1.capacity();
    std::cout << "让v1扩容:\n";
    for (int i = 0; i < 100; ++i)
    {
        v1.push_back(i);
        if (sz != v1.capacity())
        {
            sz = v1.capacity();
            std::cout << "capacity 改变: " << sz << '\n';
        }
    }

    std::vector<int> v2;
    sz = v2.capacity();
    v2.reserve(100); // this is the only difference with v1 above
    std::cout << "让v2扩容:\n";
    for (int i = 0; i < 100; ++i)
    {
        v2.push_back(i);
        if (sz != v2.capacity())
        {
            sz = v2.capacity();
            std::cout << "capacity 改变: " << sz << '\n';
        }
    }
    std::cout << '\n';
    return 0;
}
运行结果

vector::shrink_to_fit

void shrink_to_fit();

参数: 无

返回值: 无

功能:

将容器容量缩小到合适大小,这可能会导致重新分配，但不会影响容器内容大小，并且不能更改其元素。

案例:

int main()
{
    std::cout << '\n';
    std::vector<int> myvector(100);
    std::cout << "容器初始容量大小: " << myvector.capacity() << '\n';
    std::cout << "容器初始大小: " << myvector.size() << '\n';
    std::cout << '\n';

    myvector.resize(10);
    std::cout << "重新设置后的容量大小: " << myvector.capacity() << '\n';
    std::cout << "重新设置后的容器大小: " << myvector.size() << '\n';
    std::cout << '\n';
    
    myvector.shrink_to_fit();
    std::cout << "调整之后的容器容量大小" << myvector.capacity() << '\n';
    std::cout << "调整后的容器大小: " << myvector.size() << '\n';
    std::cout << '\n';
    return 0;
}

运行结果