「学习笔记」vector

本文并不是 vector 的入门教程。

定义

std::vector 是封装动态数组的顺序容器。

vector 通常占用多于静态数组的空间，因为要分配更多内存以管理将来的增长。如果元素数量已知，可以使用 reserve() 函数提前分配内存。

操作函数

由于 vector 大家比较熟悉了，这里给大家带来一些其他不太常用的操作。

1. at(x)

访问元素，相当于 []，但是 at() 会进行越界判断，如果越界，会返回异常（即 return 3;），程序停止。

常数比 [] 稍大，即速度稍慢，但是调试的时候会比较方便。由于 [] 不会进行越界处理，且 DEV-C++ 有程序保护，所以你会访问到一个奇怪的元素，在 OJ 上提交，最终导致答案错误，而不是 RE，会对查错产生干扰。

2. resize(x, y)

这个函数与 reserve 函数很像，都是分配空间的。

resize() 函数还会改变容器大小，并进行赋值，resize(n, 1) 就是将 vector 的长度和空间改为 \(n\)，且复制元素为 \(1\)；但是 reserve 并不会赋值，因此 vector 里面是随机的元素。

强烈建议：如果想进行赋值操作，最好是先用 clear() 函数清空 vector，在使用 resize() 来定长赋值。

3. swap()

交换两个 vector 中的元素，但是是常数复杂度，不是 \(O_n\) 的。

在写长链剖分优化 DP，合并 DP 数组时有用过，因为复杂度比较优秀。

4. emplace() 与 emplace_back()

它们的功能相当于 insert 与 push_back()，但是也有区别。

就拿 emplace_back() 与 push_back() 举例：

push_back()：向容器中加入一个右值元素(临时对象)时，首先会调用构造函数构造这个临时对象，然后需要调用拷贝构造函数将这个临时对象放入容器中。原来的临时变量释放。这样造成的问题就是临时变量申请资源的浪费。

emplace_back()：引入了右值引用，转移构造函数，在插入的时候直接构造，只需要构造一次即可。

简化一点：push_back() 会先在插入时构造一个临时变量，再拷贝进入 vector，而 emplace_back() 则直接在插入时构造并放入 vector 中，没有拷贝的过程。

因此，emplace_back() 会比 push_back() 快，但也正是由于构造函数使用的区别，两者在一些情况下的使用并不一样。

(1) 一般情况下直接插入单个元素

vector<int> a;
a.push_back(1);
a.emplace_back(1);

两者的用法是一样的。

(2) 当变量类型为 pair 时

vector<pair<int, int> > a;
a.push_back({1, 2});
a.emplace_back(1, 2);

由于 emplace_back() 是直接构造，因此，只需要按照元素的顺序依次插入即可（元素要一一对应！），而 push_back() 则是将 {1, 2} 放入一个临时的 pair 类型的变量中，再拷贝进去。

(3) 当变量类型是结构体类型时

struct node {
	int u, v, w;
};

vector<int> a;

a.push_back(node{1, 2, 3});
a.emplace_back(1, 2, 3);

push_back() 函数没有任何问题，但是，emplace_back() 就无法通过编译。

遇到这种情况，我们需要为这个结构体写一个构造函数，才可以使用 emplace_back()，像这样

struct node {
	int u, v, w;

	node(int a, int b, int c) {
		u = a, v = b, w = c;
	}

// 或者这样
//	node(int a, int b, int c) : u(a), v(b), w(c) {};
};

vector<int> a;

a.push_back(node{1, 2, 3});
a.emplace_back(1, 2, 3);

这样就是对的了。

5. 输入元素

这是一个慢但是看着很高级的写法。

vector<int> a;
a.resize(10);
for (auto &i : a) {
	cin >> i;
}

后记

关于 vector，我个人觉得这是个非常好用的 STL，方便，但是，这正因为是 STL，因此会带有常数，很可能被卡。

尽管如此，我还是很喜欢 vector。

此外，关于 emplace 这个东西，deque、queue 等别的 STL 容器也有，用法都是一样的，但是，请不要搞混了。

emplace() 对应 insert 或者 push 再或者一些特殊 STL 的插入 (例如 map)

emplace_back() 对应 push_back()

emplace_front() 对应 push_front()

在 map 中还有 emplace_hint() 函数，用法与 emplace() 差不多。