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C++ STL vector(向量)

但是 連續 cto 新元素 容量 () shrink insert 指針

轉自博客園:https://www.cnblogs.com/zhonghuasong/p/5975979.html

介紹

  1. vector是表示可變大小數組的序列容器。
  2. 就像數組一樣,vector也采用的連續存儲空間來存儲元素。也就是意味著可以采用下標對vector的元素進行訪問,和數組一樣高效。但是又不像數組,它的大小是可以動態改變的,而且它的大小會被容器自動處理。
  3. 本質講,vector使用動態分配數組來存儲它的元素。當新元素插入時候,這個數組需要被重新分配大小為了增加存儲空間。其做法是,分配一個新的數組,然後將全部元素移到這個數組。就時間而言,這是一個相對代價高的任務,因為每當一個新的元素加入到容器的時候,vector並不會每次都重新分配大小。
  4. vector分配空間策略:vector會分配一些額外的空間以適應可能的增長,因為存儲空間比實際需要的存儲空間更大。不同的庫采用不同的策略權衡空間的使用和重新分配。但是無論如何,重新分配都應該是對數增長的間隔大小,以至於在末尾插入一個元素的時候是在常數時間的復雜度完成的。
  5. 因此,vector占用了更多的存儲空間,為了獲得管理存儲空間的能力,並且以一種有效的方式動態增長。
  6. 與其它動態序列容器相比(deques, lists and forward_lists), vector在訪問元素的時候更加高效,在末尾添加和刪除元素相對高效。對於其它不在末尾的刪除和插入操作,效率更低。比起lists和forward_lists統一的叠代器和引用更好。

用法

1.頭文件

#include<vector>

2. vector聲明及初始化

vector<int> vec;        //聲明一個int型向量
vector<int> vec(5);     //聲明一個初始大小為5的int向量
vector<int> vec(10, 1); //聲明一個初始大小為10且值都是1的向量
vector<int> vec(tmp);   //聲明並用tmp向量初始化vec向量
vector<int> tmp(vec.begin(), vec.begin() + 3);  //用向量vec的第0個到第2個值初始化tmp
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};   
vector<int> vec(arr, arr + 5);      //將arr數組的元素用於初始化vec向量
//說明:當然不包括arr[4]元素,末尾指針都是指結束元素的下一個元素,
//這個主要是為了和vec.end()指針統一。
vector<int> vec(&arr[1], &arr[4]); //將arr[1]~arr[4]範圍內的元素作為vec的初始值

3. vector基本操作
(1). 容量

  • 向量大小: vec.size();
  • 向量最大容量: vec.max_size();
  • 更改向量大小: vec.resize();
  • 向量真實大小: vec.capacity();
  • 向量判空: vec.empty();
  • 減少向量大小到滿足元素所占存儲空間的大小: vec.shrink_to_fit(); //shrink_to_fit

(2). 修改

  • 多個元素賦值: vec.assign(); //類似於初始化時用數組進行賦值
  • 末尾添加元素: vec.push_back();
  • 末尾刪除元素: vec.pop_back();
  • 任意位置插入元素: vec.insert();
  • 任意位置刪除元素: vec.erase();
  • 交換兩個向量的元素: vec.swap();
  • 清空向量元素: vec.clear();

(3)叠代器

  • 開始指針:vec.begin();
  • 末尾指針:vec.end(); //指向最後一個元素的下一個位置
  • 指向常量的開始指針: vec.cbegin(); //意思就是不能通過這個指針來修改所指的內容,但還是可以通過其他方式修改的,而且指針也是可以移動的。
  • 指向常量的末尾指針: vec.cend();

(4)元素的訪問

  • 下標訪問: vec[1]; //並不會檢查是否越界
  • at方法訪問: vec.at(1); //以上兩者的區別就是at會檢查是否越界,是則拋出out of range異常
  • 訪問第一個元素: vec.front();
  • 訪問最後一個元素: vec.back();
  • 返回一個指針: int* p = vec.data(); //可行的原因在於vector在內存中就是一個連續存儲的數組,所以可以返回一個指針指向這個數組。這是是C++11的特性。

(5)算法

  • 遍歷元素
vector<int>::iterator it;
for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
    cout << *it << endl;
//或者
for (size_t i = 0; i < vec.size(); i++) {
    cout << vec.at(i) << endl;
}
  • 元素翻轉
#include <algorithm>
reverse(vec.begin(), vec.end());
  • 元素排序
#include <algorithm>
sort(vec.begin(), vec.end()); //采用的是從小到大的排序
//如果想從大到小排序,可以采用上面反轉函數,也可以采用下面方法:
bool Comp(const int& a, const int& b) {
    return a > b;
}
sort(vec.begin(), vec.end(), Comp);

參考文獻:
vector官網
博客園vector博客

C++ STL vector(向量)