【C++/STL】:vector容器的基本使用

24k纯甄 2024-07-18 08:05:02 阅读 80

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🍒1,vector的介绍🍒2,vector的使用🐯2.1 vector的构造🦁2.2 vector iterator 的使用🌽2.3 vector 空间增长问题🍓2.4 vector 增删查改🐯2.5 vector 访问及遍历🦊2.6 vector实例化string类的初始化形式🌴2.7 sort算法的使用

🚀3,动态二维数组的理解

🍒1,vector的介绍

vector是表示可变大小数组的序列容器。就像数组一样,vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问,和数组一样高效。但是又不像数组,它的大小是可以动态改变的,而且它的大小会被容器自动处理。与其它动态序列容器相比(deque, list and forward_list), vector在访问元素的时候更加高效,在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作,效率更低。比起list和forward_list统一的迭代器和引用更好。

🍒2,vector的使用

vector学习时一定要学会查看文档:vector的文档介绍vector在实际中非常的重要,在实际中我们熟悉常见的接口就可以,下面列出了哪些接口是要重点掌握的。

注意:使用vector要包含 < vector >

🐯2.1 vector的构造

我们先介绍使用两个重点的构造使用,其余两个在下一篇模拟实现的文章中会涉及。

在这里插入图片描述

代码演示:

<code>void TestVector1()

{

//无参构造

vector<int> v1;

//构造并用4个100初始化

vector<int> v2(4, 100);

//拷贝构造

vector<int> v4(v3);

//用迭代区间初始化

vector<int> v3(second.begin(),second.end());

}

🦁2.2 vector iterator 的使用

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

代码演示:

<code>void TestVector2()

{

// 使用push_back插入4个数据

vector<int> v;

v.push_back(1);

v.push_back(2);

v.push_back(3);

v.push_back(4);

// 使用迭代器进行遍历打印

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

while (it != v.end())

{

cout << *it << " ";

++it;

}

cout << endl;

// 使用迭代器进行修改

it = v.begin();

while (it != v.end())

{

*it *= 2;

++it;

}

// 使用反向迭代器进行遍历再打印

// vector<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin();

auto rit = v.rbegin();

while (rit != v.rend())

{

cout << *rit << " ";

++rit;

}

cout << endl;

PrintVector(v);

}

🌽2.3 vector 空间增长问题

在这里插入图片描述

代码演示1:

reisze(size_t n, const T& data = T())

将有效元素个数设置为n个,如果时增多时,增多的元素使用data进行填充。

注意:resize在增多元素个数时可能会扩容

<code>void TestVector3()

{

vector<int> v;

//插入一些数据

for (int i = 1; i < 10; i++)

v.push_back(i);

v.resize(5);

v.resize(8, 100);

v.resize(12);

cout << "v contains:";

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

cout << ' ' << v[i];

cout << '\n';

}

代码演示2:

往vecotr中插入元素时,如果大概已经知道要存放多少个元素,可以通过reserve方法提前将容量设置好,避免边插入边扩容效率低。

void TestVectorExpandOP()

{

vector<int> v;

size_t sz = v.capacity();

//提前将容量设置好,可以避免一遍插入一遍扩容

v.reserve(100);

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

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

{

v.push_back(i);

if (sz != v.capacity())

{

sz = v.capacity();

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

}

}

}

注意:

capacity的代码在vs和g++下分别运行会发现,vs下capacity是按1.5倍增长的,g++是按2倍增长的。

这个问题经常会考察,不要固化的认为,vector增容都是2倍,具体增长多少是根据具体的需求定义的。vs是PJ版本STL,g++是SGI版本STL。reserve只负责开辟空间,如果确定知道需要用多少空间,reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题。resize在开空间的同时还会进行初始化,影响size。

🍓2.4 vector 增删查改

在这里插入图片描述

注意:insert和erase会涉及迭代器失效问题,这个问题比较复杂,将在vector的模拟实现里介绍。

代码演示1:

<code>// 尾插和尾删:push_back/pop_back

void TestVector4()

{

vector<int> v;

v.push_back(1);

v.push_back(2);

v.push_back(3);

v.push_back(4);

auto it = v.begin();

while (it != v.end())

{

cout << *it << " ";

++it;

}

cout << endl;

v.pop_back();

v.pop_back();

it = v.begin();

while (it != v.end())

{

cout << *it << " ";

++it;

}

cout << endl;

}

代码演示2:

注意find不是vector自身提供的方法,是STL提供的算法。

// 任意位置插入:insert和erase,以及查找find

void test_vector4()

{

vector<int> v1;

v1.push_back(1);

v1.push_back(25);

v1.push_back(12);

for (auto e : v1)

{

cout << e << " ";

}

cout << endl;

v1.insert(v1.begin(), 0);//头插

for (auto e : v1)

{

cout << e << " ";

}

cout << endl;

v1.erase(v1.begin());//头删

for (auto e : v1)

{

cout << e << " ";

}

cout << endl;

v1.insert(v1.begin() + 2, 50);//在中间位置插

for (auto e : v1)

{

cout << e << " ";

}

cout << endl;

int x;

cin >> x;

//没有x就不插入,有x在它前面插入

//find是算法里的函数

vector<int>::iterator pos = find(v1.begin(), v1.end(), x);

if (pos != v1.end())

{

v1.insert(pos, 1000);

}

for (auto e : v1)

{

cout << e << " ";

}

cout << endl;

}

🐯2.5 vector 访问及遍历

// operator[]+index 和 C++11中vector的新式for+auto的遍历

// vector使用这两种遍历方式是比较便捷的。

void TestVector6()

{

vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 };

// 通过[]读写第0个位置。

v[0] = 10;

cout << v[0] << endl;

// 1. 使用for+[]方式遍历

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

cout << v[i] << " ";

cout << endl;

// 2. 使用迭代器遍历

cout << "swapv data:";

auto it = swapv.begin();

while (it != swapv.end())

{

cout << *it << " ";

++it;

}

// 3. 使用范围for遍历

for (auto x : v)

cout << x << " ";

cout << endl;

}

🦊2.6 vector实例化string类的初始化形式

注意:

(1) 有名对象和匿名对象的使用形式的区别。

(2) 此时范围for的使用,最好加上const 和 &

因为范围for的底层其实是迭代器,* it 赋值给e,而这里的*it是string类,每次赋值都是深拷贝,所以加引用可以避免多余的拷贝构造,const是因为不修改。

void TestVector7()

{

vector<string> v1;//此时v1指向的就是对象数组

//有名对象

string s1("张三");

v1.push_back(s1);

//匿名对象

v1.push_back(string("李四"));

//直接单参数隐式类型转换

v1.push_back("王五");

//对名字进行修改

v1[1] += "你好";

//加const &

//范围for的底层其实是*it赋值给e

//而这里的*it是string类,每次赋值都是深拷贝

for (const auto& e : v1)

{

cout << e << " ";

}

cout << endl;

}

🌴2.7 sort算法的使用

sort不在vector中,在STL的算法库中,其底层是快速排序。

在这里插入图片描述

(1) sort算法默认排升序,它的参数需要传迭代器。

(2) 那如何控制升降序呢?根据sort的第二个重载,多了一个仿函数的参数。就是下面代码中的greater(降序),less(升序)。其实这两个也是模板,再用这个模板进行实例化对象。并且又重载了operator() 运算符

<code>void TestVector8()

{

//sort算法的使用

vector<int> v1;

v1.push_back(1);

v1.push_back(25);

v1.push_back(12);

v1.push_back(9);

v1.push_back(0);

v1.push_back(40);

//默认排升序

greater<int> gt1;//降序 >

less<int> gt2;//升序 <

//重载了operator()

cout << gt1(3, 4) << endl;//0

cout << gt1.operator()(3, 4) << endl;

//全部排序

//有名对象使用

//sort(v1.begin(), v1.end(),gt1);

//匿名对象使用

sort(v1.begin(), v1.end(), greater<int>());

//去头去尾排

//sort(v1.begin() + 1, v1.end() - 1);

//对前一半排序

//sort(v1.begin(), v1.begin() + v1.size() / 2);

for (auto e : v1)

{

cout << e << " ";

}

cout << endl;

}

🚀3,动态二维数组的理解

我们以杨辉三角这个题目为例:

在这里插入图片描述

代码实现如下

<code>class Solution

{

public:

vector<vector<int>> generate(int numRows)

{

vector<vector<int>> vv;

vv.resize(numRows);//开出了numRows个vector类的空间

for(size_t i = 0;i < numRows ;i++ )

{

vv[i].resize(i + 1, 0);//再开辟vector类里面的空间,初始化为0

//把每一行的第一个和最后一个初始化为1

vv[i][0] = vv[i][vv[i].size() - 1] = 1;

}

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

{

for(size_t j = 0;j<vv[i].size();j++)

{

if(vv[i][j] == 0)

{

vv[i][j] = vv[i -1][j] + vv[i-1][j-1];

}

}

}

return vv;

}

};

我们需要理解一下函数的返回值 vector<vector< int >>,我们用它定义对象时 vector<vector< int >> vv(n);其实实例化出了两个类,第一个类把T实例化成了vector< int >,第二个类把T实例化成 int 。如下图,构造一个vv动态二维数组,vv中总共有n个元素,每个元素都是vector类型的,每行没有包含任何元素

在这里插入图片描述



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