c++Vector详细使用

write in front

作者：@ 不进大厂不改名
专栏：@ c++
作者简介：大一学生 希望能向其他大佬和同学学习！
本篇博客简介：本文主要针对上次的内容进行补充

本章目标

1.Vector的介绍
2.vector类的使用

空间相关
迭代器相关
增删查该
迭代器失效相关问题

1.Vector的介绍

1. vector是表示可变大小数组的序列容器。

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2. 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。

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3. 本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小。

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4. vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。

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5. 因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。

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6. 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。

省流：vector的底层和顺序表差不多，我们可以使用下标来访问，为了提高效率，扩容一般是按照两倍扩容。

2. vector的使用

定义
方法一：构造一个某类型的空容器

vector<int> v1;//构造一个int类型的空容器

方法二：构造一含n个value值得容器

vector<int> v2(10,1);//构造一个int类型的容器，并初始化了10个1

方法三：拷贝构造

vector<int> v3(v2);//将容器v2拷贝给v3

方法四：使用迭代器构造

vector<int> v4(v2.begin(),v2.end());//迭代器拷贝构造

扩展：使用别的容器的迭代器也可以拷贝（不一定是vector，可以是string）

string s ("hello");
vector<char> s1(s.begin(), s.end());

3. 空间相关函数

size
这个函数的作用和string中的一样返回容器中的元素个数

vector<int> v1(5,1);
cout<<v1.size();

capacity
返回当前容器的最大容量 用法和size差不多

vector<int> v1(5,2);
cout<<v1.capacity();

resize
改变容器捏有效元素的个数
规则：
1.假设所给值小于当前容器size则size缩小至所给值
2.假设所给值大于当前容器size值并且小于capacity，size扩大至所给值，增加的数用0去补充
3.假设所给值大于当前容器size值并且大于capacity值，先扩容，之后再重复规则2(下面调试的图印证了这一点)

vector<int> v(10,1);
v.size(20);
cout<<v.size();

reserve
reserve函数可以改变容器的最大容量
使用规则如下：
1.假设所给值小于当前容量值什么都不会发生改变
2.假如所给值大于当前容容量值扩容至所给值

vector<int> v(5,2);
v.reserve(100);
cout<<v.capacity();

empty
判断是否为空

vector<int> v(5,2);
cout<<v.empty();
vector<int> v1;
cout<<v1.empty();

4. 迭代器相关函数

begin和end
通过begin我们可以得到容器中的第一个元素的正向迭代器
通过end我们可以得到容器中的最后一个元素的正向迭代器
下面我们使用正向迭代器来访问数组

vector<int>v(5,1);
vector<int>::iterator it=v.begin();
while(it!=v.end())
{
cout<<*it<<" ";
it++;
}

rbegin和rend
通过rbegin我们可以得到容器的最后一个元素的反向迭代器
通过rend我们可以得到容器的第一个元素的反向迭代器
我们使用反向迭代器来遍历数组

vector<int> v(5,3);
vector<int>::reverse_iterator it=v.rbegin();
while(it!=v.rend())
{
cout<<*it<<" ";
it++;
}

5. 增删查改

push_back
向容器中插入一个值

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
vector<int>::iterator it=v.begin();
while(it!=v.end())
{
cout<<*it<<" ";
it++;
}

pop_back
使用这个函数向容器中删除一个值

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.pop_back();
vector<int>::iterator it=v.begin();
while(it!=v.end())
{
cout<<*it<<" ";
it++;
}

intsert
有两个用法
1.选择一个位置（迭代器）选择一个我们要插入的元素

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.insert(v.begin(),10);//再开头插入一个元素10
vector<int>::iterator it=v.begin();
while(it!=v.end())
{
cout<<*it<<" ";
it++;
}

2.选择一个位置（迭代器）选择我们一个要插入的元素的数量并且选择一个要插入的元素

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.insert(v.begin(),5,10);//我们头插5个10
vector<int>::iterator it=v.begin();
while(it!=v.end())
{
cout<<*it<<" ";
it++;
}

erase
erase也有两种使用方法
1.删除指定位置的内容（迭代器）

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.erase(v.begin());
vector<int>::iterator it=v.begin();
while(it!=v.end())
{
cout<<*it<<" ";
it++;
}

2.删除指定位置的内容（迭代器）删除区间的末尾（左闭右开）

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.erase(v.begin(),v.begin()+2);
vector<int>::iterator it=v.begin();
while(it!=v.end())
{
cout<<*it<<" ";
it++;
}

find
find函数可以找到容器中我们要寻找的值并且返回迭代器
find函数有三个参数（迭代器左区间）（迭代器右区间）（要查找元素）[左闭右开]

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
vector<int>::iterator pos=find(v.begin(),v.end(),3);//找到3
v.erase(pos);//删除3
vector<int>::iterator it=v.begin();
while(it!=v.end())
{
cout<<*it<<" ";
it++;
}

注意：这里的find函数的头文件是algorithm!
一定要记住！不是容器的默认函数

Swap
通过sawp我们可以交换两个容器的值

vector<int> v;
	for (int i = 1; i <= 6; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	vector<int> v1;
	for (int i = 1; i <= 5; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	v1.swap(v);
	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;
	vector<int>::iterator it1 = v1.begin();
	while (it1 != v1.end())
	{
		cout << *it1 << " ";
		it1++;
	}

元素遍历（有三种方式）
1.迭代器遍历
2.范围for遍历（其实就是迭代器）
3.下标遍历

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
vector<int>::iterator it=v.begin();
for(auto& x:v)
{
cout<<x<<" ";
}

6. 迭代器失效相关问题

实例一：

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
v.push_back(6);
vector<int>::iterator it=find(v.begin(),v.end(),2);
v.erase(v.begin());//删除头元素
v.erase(it);//删除元素2
while(it!=v.end())
{
cout<<*it<<" ";
it++;
}

实例二：

vector<int> v;
for(int i=1;i<=6;i++)
{
v.push_back(i);
}
vector<int>::iterator it=v.begin();
while(it!=v.end())
{
if(*it%2==0)
{
v.erase(it);
}
it++;
}

这两个错误都是因为迭代器失效引起的
我们在使用迭代器之前对整个容器进行了增删改操作,这就是引起迭代器失效的原因

解决的方法也很简单，就是使用迭代器之前重新赋值一下就行。

实例一解决：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(6);
	vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 2);
	v.erase(v.begin());//删除头元素
	it = find(v.begin(), v.end(), 2);
	v.erase(it);//删除元素2
	vector<int>::iterator it2 = v.begin();
	while (it2 != v.end())
	{
		cout << *it2 << " ";
		it2++;
	}
	return 0;
}

实例二解决：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 1; i <= 6; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			it=v.erase(it);
		}
		else
		{
			it++;
		}
	}
	vector<int>::iterator it1 = v.begin();
	while (it1!=v.end())
	{
		cout << *it1 << " ";
		it1++;
	}
	return 0;
}