【C++】vector容器的基本使用

心怀花木 2024-10-01 13:35:13 阅读 53

一、vector是什么

vector是STL第一个正式的容器,它的底层其实就是动态数组,插入数据时当容量满了会自动扩容,它和string差不多,不同的之处之一在于vector本身是一个模板,它这个容器中可以存放各种各样的类型的数据,而string已经是模板实例化之后的结果。

vector类模板的第一个参数是T,其实就是你要放进容器中数据的类型,第二个参数我们暂且不管,它是一个空间配置器,主要是提高效率的,我们在实例化时暂且不传第二个参数,用它的默认缺省值,我们暂且只传第一个参数即可。

在本篇中涉及到allocator空间配置器的我们暂且不用管,可以先忽略。

 vector大多数接口和string的功能用法上没有什么太大的区别,这篇文章不会细讲,所以建议大家先去看一下这篇文章 -> string类的基本实现

二、基本使用

1、构造函数

C++98版本下有4个构造函数,我们这里只说C++98,不谈论其它版本。

我们来看一下它的使用:

<code>void test_vector1()

{

vector<int> v1; //(1)默认构造

vector<int> v2(10,1); //(2)带参构造,int类型的10个1

vector<int> v3(v2.begin(),v2.end()); //(3)迭代器区间构造

vector<int> v4(v3); //(4)拷贝构造

}

带有空间配置器的构造函数,我们用它的缺省值。

value_type就是模板的第一个参数T,即容器中存放数据的类型。

通过调试,我们可以看到各个容器中的内容:

2、析构函数

析构函数就不用多说了,我们创建容器添加数据,要在堆上开辟动态空间,析构函数就是要来对这些开辟的空间进行释放的,从而销毁容器对象。编译器会自动调用析构函数,我们可以不用单独处理。

我们可以通过调试简单演示一下:

程序结束前:

程序结束后:

程序结束自动调用析构,销毁容器对象。

3、赋值重载

它的作用就是将 x 中的所有元素复制到容器中。

我们用代码来理解一下:

<code>void test_vector2()

{

vector<int> v1(2,6);

vector<int> v2(3,1);

v2 = v1;

}

调试结果:

 赋值前:

赋值后:

从这两张图可以看出,当v2的size大小取决于v1,如果v2在赋值前容量比v1大,则赋值后保持不变,否则会扩容,保证能存放完v1的数据。

4、重载[]

因为vector的底层是动态数组,所以它也支持用[]来访问指定下标的元素。

<code>void test_vector3()

{

vector<int> v(6, 6);

cout << v[0] << endl;

cout << v[2] << endl;

}

在主函数中调用test_vector3()结果如下:

如果越界访问就会报错。

这里也有3种遍历容器的方法,和string差不多一样:

<code>void test_vector4()

{

vector<int> v1;

vector<int> v2(10, 1);

vector<int> v3(++v2.begin(), --v2.end());

//1、重载[]

for (size_t i = 0; i < v3.size(); i++)

{

cout << v3[i] << " ";

}

cout << endl;

//2、迭代器

vector<int>::iterator it = v3.begin();

while (it != v3.end())

{

cout << *it << " ";

++it;

}

cout << endl;

//3、范围for

for (auto e : v3)

{

cout << e << " ";

}

cout << endl;

}

在主函数中调用test_vector4()结果如下: 

  

这3种迭代方法,我们在string篇幅都已详细讲解了,大家如果不懂,可以看一下那篇文章。

5、扩容规律

 我们可以看一下vector在添加元素时,自动扩容的规律:

<code>void TestVectorExpand()

{

size_t sz;

vector<int> v;

sz = v.capacity();

cout << "capacity changed: " << sz << '\n';

cout << "making v grow:\n";

for (int i = 0; i < 100; ++i)

{

v.push_back(i); //尾插

if (sz != v.capacity())

{

sz = v.capacity();

cout << "capacity changed: " << sz << '\n';

}

}

}

 在主函数中调用TestVectorExpand()结果如下:

不难发现,它是从0开始扩的,这与string是不同的,它是严格的1.5倍扩容。

6、成员函数

成员函数中大多和string用法和功能一样,这里只说一些特殊的。

(1)reserve()

它的功能是也是预留容量的,也就是改变capacity的大小,它可以避免频繁扩容。

size_type是一个无符号整形,它和string中的reserve()成员函数相似,但有一点不同,我们先往下看,假设参数是n(就是改变后的容量大小),分3种情况:

1、n < size

明确不会缩容。(这是和string不同的)

也不会改变size的大小,就是不会破坏原有内容。

2、size < n < capacity

明确不会缩容。(这是和string不同的)

3、n > capacity

会扩容,至少扩到n,也可能更多,这是不确定的。

我们写一段代码验证一下:

<code>void test_vector5()

{

vector<int> v(10, 1);

cout << v.size() << endl;

cout << v.capacity() << endl;

//1、 n > capacity

v.reserve(20);

cout << v.size() << endl;

cout << v.capacity() << endl;

//2、size < n < capacity

v.reserve(15);

cout << v.size() << endl;

cout << v.capacity() << endl;

//3、n < size

v.reserve(5);

cout << v.size() << endl;

cout << v.capacity() << endl;

}

在主函数中调用test_vector5()结果如下: 

根据结果显示,当n < capacity时,它是不会缩容的,这是明确的。 

(2)resize()

它是将size设置为n,也分3种情况:

1、n < size

size的大小会变为n,其余的size - n个元素被删除(摧毁),但capacity通常不变。

2、size < n < capacity

size的大小会变为n,插入n - capacity个数据,如果不给第二个参数,那就用给的缺省值来初始化这n - capacity个数据,如果value_type是自定义类型,就调用它的默认构造,如果想自己初始化这n - capacity个数据,那么就手动给第二个参数赋值。

3、n > capacity

会扩容,至少扩到n,也可能更多,这是不确定的。在vs下通常会扩的更多一些。

对于前两点,缩不缩容不一定,这个需要看平台的处理。

我们写一段代码验证一下:

<code>void test_vector6()

{

vector<int> v(3, 1);

v.reserve(8); //提前预留8字节空间

cout << v.size() << endl;

cout << v.capacity() << endl;

//1、n < size

v.resize(1);

cout << v.size() << endl;

cout << v.capacity() << endl;

//2、size < n < capacity

v.resize(5, 3); //多余的n - size个数的数据初始化为3

cout << v.size() << endl;

cout << v.capacity() << endl;

//3、size > capacity

v.resize(10,100);//多余的n - size个数的数据初始化为100

cout << v.size() << endl;

cout << v.capacity() << endl;

}

 在主函数中调用test_vector6()结果如下:

大家对比上面的3点进行理解。 

(3)insert()

这里的insert比string当中的insert简洁了许多。

它在这不支持下标了,只支持迭代器。 

<code>void test_vector7()

{

vector<int> v2(2, 0);

vector<int> v1(5, 1);

for (auto e : v1)

cout << e << " ";

cout << endl;

v1.insert(v1.begin(), 0); //(1)在v1头部位置插入0

for (auto e : v1)

cout << e << " ";

cout << endl;

v1.insert(v1.begin() + 3, 3, 100); //(2)在v1下标为3的位置上插入3个100

for (auto e : v1)

cout << e << " ";

cout << endl;

v1.insert(v1.end(), v2.begin(), v2.end());//(3)在v1的末尾,插入一段迭代区间

for (auto e : v1)

cout << e << " ";

cout << endl;

}

 在主函数中调用test_vector7()结果如下: 

它不直接支持下标,但间接却是支持的,因为用迭代器就可以实现下标的问题,假设你要在下标为3的位置插入数据,那迭代器 v.begin() + 3就可以实现。这里没有用下标更多的原因是和后面的容器进行兼容,像list,它的底层不是动态数组,用下标访问就是不合适的。所以我们在容器这一部分,统一都用迭代器。

 (4)erase()

同时,它也是只支持用迭代器来进行相应位置数据删除。 

7、其他

vector不支持流插入和流提取,因为它的打印形式是多样的,不像string那样是固定的,遇到'\0'就终止打印,vector不支持流插入和流提取方便了我们对打印形式的控制,更自由和灵活。

vector底层是动态数组,string底层也是动态数组,那vector<char> 可以等同于string吗?

答案是不能。

首先,string定义的对象后面默认有'\0',vector<char>没有,其次,string定义的对象可以用字符串进行初始化,vector<char>不能,接着,string有很多针对字符串具有特定功能的接口,vector却没有,最后,string可以进行一些接口的传参,如果换用vector<char>则会麻烦许多。

所以vector<char> 是不可以取代string的。

三、结语

以上就是本篇的全部内容了,主要讲了vector的基本使用,希望大家有所收获,祝大家天天开心!



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