「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。