【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。
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
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
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
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。
(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:
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。
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