vector容器(一)
一、 Vector简要描述
vector是C++标准模版库STL提出的一种顺序存储结构,之所以称之为“容器”,是因为vector是一个模板类,它允许我们重复利用已有的实现构造自己的特定类型下的数据结构。通过设置vector的参数允许我们制定容器汇总的元素的数据类型,可以将许多重复而乏味的工作简化。
众所周知,常用的数据结构有array(数组)、list(链表)、tree(树)、stack(栈)、heap(堆)、queue(队列)、hash table(散列表)、set(集合)、map(映射表)等。 --摘自《STL源码剖析》by 侯捷
根据在容器中的排列特性,这些数据结构分为序列式容器(sequence container)和关联式容器(associative container)。
序列式容器: | 关联式容器: |
Array: C++的内建数据结构 | RB-tree(Red-Black Tree,红黑树) |
heap: 通过算法的方式实现(大顶堆/小顶堆) | map/mulitmap: 内部实现方式,RB-Tree |
priority-queue: 本质还是heap,通过算法的方式实现 | set/multiset: 内部实现方式,RB-Tree |
list/slist:链表 | [hash table]: 非标准 |
deque: 双向链表 |
[hash_multiset]: 非标准 [hash_mutimap]:非标准 |
stack/queue: 适配器,底层由deque实现 |
[hash_set]: 非标准 [hash_map]: 非标准 |
需要指出的是:
1. vector在内存中是顺序存储的,其满足顺序数据结构的特征:支持顺序访问和随机访问。
2. 在C++程序中,如果没有特殊说明或者特殊要求的话,当需要使用动态数组时,请尽量使用vector,避免用户自己定义动态数组。理由如下:
(1) vector虽然本质上的实现方式还是动态数组,但是作为STL一员,vector提供了许多封装好的函数,并且其内部实现经过了大量的测试与优化,使得用户使用更为方便。
(2) vector就C++用户自定义的动态数组在元素的动态插入和删除方面,提供了较为方便的库函数,避免用户在指针使用上出现不必要的错误。
3. 虽然vector提供了元素的动态插入和删除操作,但是当程需要频繁的插入和删除操作的时候,vector就不适用了,而应该使用deque或者list。
二、Vector用法
1. vector容器的定义:(参考自:http://www.cplusplus.com/reference/vector/vector/)
在C++98标准中,vector的声明如下:
template < class T, class Alloc = allocator<T> > class vector; // generic template
由于vector是STL的一员,所以在程序中需要定义vector时,需要引用命名空间std:
using namespace std;
在程序中定义一个某一特定类型的vector的方式如下:
vector<Data_Type> vi; // vi为vector的变量名, Data_Type为vi中元素的类型
2. vector类中成员变量
具体的成员变量如下:
member type |
definition |
notes |
value_type |
The first template parameter (T) |
|
allocator_type |
The second template parameter (Alloc) |
defaults to:allocator<value_type> |
reference |
allocator_type::reference |
for the default allocator:value_type& |
const_reference |
allocator_type::const_reference |
for the default allocator: const value_type& |
pointer |
allocator_type::pointer |
for the default allocator:value_type* |
const_pointer |
allocator_type::const_pointer |
for the default allocator: const value_type* |
iterator |
a random access iterator to value_type |
convertible to const_iterator |
const_iterator |
a random access iterator to const value_type |
|
reverse_iterator |
reverse_iterator<iterator> |
|
const_reverse_iterator |
reverse_iterator<const_iterator> |
|
difference_type |
a signed integral type, identical to:iterator_traits<iterator>::difference_type |
usually the same as ptrdiff_t |
size_type |
an unsigned integral type that can represent any non-negative value of difference_type |
usually the same as size_t |
在众多成员变量中,我们经常会用到iterator,这个有很多中叫法:游标,迭代器。
vector<Data_Type>::iterator iter; // iter为迭代器名,Data_Type为vector中元素的类型
会破坏迭代器的函数操作,任何插入和删除操作:
insert , push_back, pop, remove, erase, assign
3. vector中常用函数的用法:
(1)赋值函数 assign
template <class InputIterator>
void assign (InputIterator first, InputIterator last); //1. 复制
void assign (size_type n, const value_type& val); // 2. 填充
若定义某vector<value_tpye> 对象 vi, 那么vi的成员函数assign,有两种实现方法:
填充,自vi的头部开始连续的n个元素都填入元素值val。
复制,将另一个vector或者某种连续存储的区间的某一个区间复制到新的vector vi之中。
调用实例:
#include<iostream>
#include <vector>
using namespace std; int main()
{
vector<int> v1;
vector<int> v2;
vector<int> v3;
int from[] = {,,}; v1.assign(,); // 填充
cout<<v1.size()<<endl; v2.assign(v1.begin().v1.end()); //vector同类型复制
cout<<v2.size()<<endl; v3.assign(from, from+); //连续内存复制
cout<<v3.size()<<endl; return ;
}
assign使用方法
(2)访问函数at
参考:http://www.cplusplus.com/reference/vector/vector/at/
对于at的使用,需要注意其返回值为reference,v.at(pos)表示的是在vector中pos所在的位置上的元素。
ps: at函数是Exception safety的,也就是说当at访问的是一个非法地址的时候,at会throw一个out of range的异常,不会有内存溢出。
与at类似的函数还有:
begin: 返回vector首元素的地址 |
front: 返回vector第一个元素值 |
end: 返回vector尾元素的地址 |
back : 返回vector最后一个元素的值 |
(3) 插入函数 insert
iterator insert (iterator position, const value_type& val); //单元素定点插入 void insert (iterator position, size_type n, const value_type& val); //定点多元素填充插入 template <class InputIterator>
void insert (iterator position, InputIterator first, InputIterator last); //定点连续内存覆盖插入
与assign函数类似,对vector进行插入操作insert的实现也是分为填充和复制,不过多了一个单元素插入的操作,此外就是insert函数规定了插入的位置。
实现实例:
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std; vector<int> vi; void print(vector<int> v)
{
vector<int>::iterator iter;
for(iter = v.begin(); iter!= v.end();iter++)
{
cout<<*iter<<" ";
}
cout<<endl;
} int main()
{
vi.clear();
vector<int>::iterator iter;
iter = vi.begin();
/******************************************************
* insert(iterator pos,int n,elem_type elem);
* 在pos位置及之后的n-1个位置上插入元素elem
******************************************************/
vi.insert(iter,,);
print(vi); vi.clear(); //清空vector
for(int i=;i<;i++)
vi.push_back(i);
print(vi); vi.clear();
iter = vi.begin();
/******************************************************
* insert(iterator pos,elem_type elem);
* 在pos位置上插入元素elem
******************************************************/
for(int j=;j<;j++)
vi.insert(iter+j,j); /******************************************************
* insert(iterator pos, iterator begin, iterator end);
* 将vi中的[begin,end]之间的数据在pos位置上插入
******************************************************/
vi.insert(iter, vi.begin(), vi.end());
print(vi);
return ;
}
insert实现
与insert类似的函数还有:
push_back(value_type & value); 只能在vector的末尾加入value.
(4)删除函数erase
iterator erase (iterator position); //删除单个元素
iterator erase (iterator first, iterator last); //删除连续区间内的元素
由于删除某一个元素之后迭代器会失效,所以需要特别注意连续删除的时候迭代器计数问题。
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std; int main ()
{
vector<int> myvector; // 赋值操作
for (int i=; i<=; i++) myvector.push_back(i); // 删除第6个元素
myvector.erase (myvector.begin()+); // 删除连续的3个元素
myvector.erase (myvector.begin(),myvector.begin()+); cout << "myvector contains:";
for (unsigned i=; i<myvector.size(); ++i)
cout << ' ' << myvector[i];
cout << '\n'; return ;
}
erase使用
类似函数: clear:清空vector中的元素
(5) 容量函数 size
在vector中与容量有关的函数有:
capacity |
返回系统当前为vector分配的内存大小 |
size |
返回当前vector中元素的个数 |
max_size |
返回系统能够为vector分配的最大内存的大小 |
resize(int rsize,value_type elem) |
改变当前vector的大小成rsize: 1)如果rsize大于当前vector的大小n,则将[n,rsize-1]区间内填充elem elem 默认值为0 2)如果resize小于当前vector大小n,则将当前的vector截取rsize大小 |
resize使用方法resize实现:
参考:http://www.cplusplus.com/reference/vector/
转载请指明出处http://www.cnblogs.com/double-win/,谢谢~
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