[C++ STL] vector使用详解

一、概述

vector（向量）: 是一种序列式容器，事实上和数组差不多，但它比数组更优越。一般来说数组不能动态拓展，因此在程序运行的时候不是浪费内存，就是造成越界。而vector正好弥补了这个缺陷，它的特征是相当于可分配拓展的数组（动态数组），它的随机访问快，在中间插入和删除慢，但在末端插入和删除快。

二、定义及初始化

使用之前必须加相应容器的头文件：

#include <vector> // vector属于std命名域的，因此需要通过命名限定，例如using std::vector;

定义的实现代码如下：

vector<int> a; // 定义一个int类型的向量a

vector<int> a(10); // 定义一个int类型的向量a，并设置初始大小为10

vector<int> a(10, 1); // 定义一个int类型的向量a，并设置初始大小为10且初始值都为1

vector<int> b(a); // 定义并用向量a初始化向量b

vector<int> b(a.begin(), a.begin()+3); // 将a向量中从第0个到第2个(共3个)作为向量b的初始值

除此之外，还可以直接使用数组来初始化向量：

int n[] = {1, 2, 3, 4, 5} ;

// 将数组n的前5个元素作为向量a的初值

// 说明：当然不包括arr[4]元素，末尾指针都是指结束元素的下一个元素，

// 这个主要是为了和vec.end()指针统一。

vector<int> a(n, n+5) ;

vector<int> a(&n[1], &n[4]) ;        // 将n[1]、n[2]、n[3]作为向量a的初值

三、基本操作函数

3.1 容量函数

容器大小：vec.size();
容器容量：vec.capacity(); // 指在发生 realloc 前能允许的最大元素数，即预分配的内存空间，与 size() 不同
容器最大容量：vec.max_size();
更改容器大小：vec.resize();
容器判空：vec.empty();

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])

{

	vector<int> vec;

	for (int i = 0; i<6; i++)

	{

		vec.push_back(i);

	}

	cout << vec.size() << endl; // 输出：6

	cout << vec.capacity() << endl; // 输出：6

	cout << vec.max_size() << endl; // 输出：1073741823

	vec.resize(0);

	cout << vec.size() << endl; // 输出：0

	if (vec.empty())

		cout << "元素为空" << endl; // 输出：元素为空

	return 0;

}

注意：vec.resize(10)，会分配 10 个 0 给vec，相当于 push_back(0) 10 次。

3.2 添加函数

末尾添加元素：vec.push_back(const T& x);
任意位置插入一个元素：vec.insert(iterator it, const T& x);
任意位置插入 n 个相同元素：vec.insert(iterator it, int n, const T& x);
插入另一个向量的 [forst,last] 间的数据：vec.insert(iterator it, iterator first, iterator last);

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])

{

	vector<int> vec;

	// 末尾添加元素

	vec.push_back(5);

	// 任意位置插入一个元素

	vector<int>::iterator it = vec.begin();

	vec.insert(it, 2);

	// 任意位置插入n个相同元素

	it = vec.begin();

	vec.insert(it, 3, 9);

	// 插入另一个向量的[forst,last]间的数据

	vector<int> vec2(5, 8);

	it = vec.begin();

	vec.insert(it, vec2.end() - 1, vec2.end());

	// 遍历显示

	for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)

		cout << *it << " "; // 输出：8 9 9 9 2 5

	cout << endl;

	return 0;

}

3.3 删除函数

末尾删除元素：vec.pop_back();
任意位置删除一个元素：vec.erase(iterator it);
删除 [first,last] 之间的元素：vec.erase(iterator first, iterator last);
清空所有元素：vec.clear();

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])

{

	vector<int> vec;

	for (int i = 0; i < 8; i++)

		vec.push_back(i);

	// 末尾删除元素

	vec.pop_back();

	// 任意位置删除一个元素

	vector<int>::iterator it = vec.begin();

	vec.erase(it);

	// 删除[first,last]之间的元素

	vec.erase(vec.begin(), vec.begin() + 1);

	for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)

		cout << *it << " ";

	cout << endl;

	// 清空所有元素

	vec.clear();

	// 遍历显示

	for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)

		cout << *it << " "; // 输出：2 3 4 5 6

	cout << endl;

	return 0;

}

3.4 访问函数

下标访问： vec[1]; // 并不会检查是否越界
at 方法访问：vec.at(1); // 以上两者的区别就是 at 会检查是否越界，是则抛出 out of range 异常
访问第一个元素：vec.front();
访问最后一个元素：vec.back();
返回一个指针：int* p = vec.data(); // 可行的原因在于 vector 在内存中就是一个连续存储的数组，所以可以返回一个指针指向这个数组。这是是 C++11 的特性。

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])

{

	vector<int> vec;

	for (int i = 0; i < 6; i++)

		vec.push_back(i);

	// 下标访问

	cout << vec[0] << endl; // 输出：0

	// at方法访问

	cout << vec.at(0) << endl; // 输出：0

	// 访问第一个元素

	cout << vec.front() << endl; // 输出：0

	// 访问最后一个元素

	cout << vec.back() << endl; // 输出：5

	// 返回一个指针

	int *p = vec.data();

	cout << *p <<endl; // 输出：0

	return 0;

}

3.5 其他函数

多个元素赋值：vec.assign(int nSize, const T& x); // 类似于初始化时用数组进行赋值
交换两个同类型容器的元素：swap(vector&);

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])

{

	// 多个元素赋值

	vector<int> vec;

	vec.assign(3, 1);

	vector<int> vec2;

	vec2.assign(3, 2);

	// 交换两个容器的元素

	vec.swap(vec2);

	// 遍历显示

	cout << "vec: ";

	for (int i = 0; i < vec.size(); i++)

		cout << vec[i] << " "; // 输出：2 2 2

	cout << endl;

	// 遍历显示

	cout << "vec2: ";

	for (int i = 0; i < vec2.size(); i++)

		cout << vec2[i] << " "; // 输出：1 1 1

	cout << endl;

	return 0;

}

四、迭代器与算法

1. 迭代器

开始指针：vec.begin();
末尾指针：vec.end(); // 指向最后一个元素的下一个位置
指向常量的开始指针：vec.cbegin(); // 意思就是不能通过这个指针来修改所指的内容，但还是可以通过其他方式修改的，而且指针也是可以移动的。
指向常量的末尾指针：vec.cend();

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])

{

	vector<int> vec;

	vec.push_back(1);

	vec.push_back(2);

	vec.push_back(3);

	cout << *(vec.begin()) << endl; // 输出：1

	cout << *(--vec.end()) << endl; // 输出：3

	cout << *(vec.cbegin()) << endl; // 输出：1

	cout << *(--vec.cend()) << endl; // 输出：3

	cout << *(vec.rbegin()) << endl; // 输出：3

	cout << *(--vec.rend()) << endl; // 输出：1

	cout << endl;

	return 0;

}

2. 算法

遍历元素

vector<int>::iterator it;

for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)

    cout << *it << endl;

// 或者

for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {

    cout << vec.at(i) << endl;

}

元素翻转

#include <algorithm>

reverse(vec.begin(), vec.end());

元素排序

#include <algorithm>

sort(vec.begin(), vec.end()); // 采用的是从小到大的排序

// 如果想从大到小排序，可以采用先排序后反转的方式，也可以采用下面方法:

// 自定义从大到小的比较器，用来改变排序方式

bool Comp(const int& a, const int& b)

{

    return a > b;

}

sort(vec.begin(), vec.end(), Comp);

参考：

[清水汪汪-博客园博客](https:// www.cnblogs.com/zhonghuasong/p/5975979.html)

巴特西