2.vector容器

2.1 vector基本概念

功能：

• vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组；

vector与普通数组区别：

• 不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展。

动态扩展：

• 并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间。
• vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器。
  
  里面是vector的迭代器，如：begin()、end()、rend()-指向第一个元素的前一个位置、front()-返回第一个元素、back()-返回最后一个元素、insert()-插入一个元素、rbegin()-返回一个指向向量最后一个元素的反向迭代器、push_back()和pop_back()-尾插和尾删。

2.2 vector构造函数

功能描述：

• 创建vector容器
• 头文件：#include

函数原型：

• vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数。
• vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身（区间左闭右开）。
• vector(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• vector(const vector &vec); //拷贝构造函数。

示例：

void printVector(vector<int>& v) {for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}
void test01()
{vector<int> v1; //无参构造for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);//将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());printVector(v2);//构造函数将10个100拷贝给本身vector<int> v3(10, 100);printVector(v3);vector<int> v4(v3);//拷贝构造printVector(v4);
}

2.3 vector赋值操作

函数原型：

• vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符
• assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
• assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

示例：

void printVector(vector<int>& v) {for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}
void test02()
{vector<int> v1; //无参构造for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);vector<int> v2=v1;//等号重载printVector(v2);//将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身vector<int> v3;v3.assign(v1.begin(), v1.end());printVector(v3);//构造函数将10个100拷贝给本身vector<int> v4;v4.assign(10, 99);printVector(v4);
}

2.4 vector容量和大小

功能描述：

• 对vector容器的容量和大小操作

函数原型：

• empty(); //判断容器是否为空(返回真假)
• capacity(); //容器的容量
• size(); //返回容器中元素的个数
• resize(int num);
  • //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。
  • //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。（容量不变）
• resize(int num, elem);
  • //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。
  • //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。（容量不变）

示例：

void printVector(vector<int>& v) {for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}
void test03()
{vector<int> v1; //无参构造for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);if (v1.empty()){cout << "v1为空" << endl;}else{cout << "v1不为空" << endl;cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;//容量>=大小cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;}//resize 重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置，可以利用重载版本替换默认填充v1.resize(15, 10);printVector(v1);//resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除v1.resize(5);printVector(v1);
}

可见，容量开辟的会比实际所需大小大一点。

总结：

• 判断是否为空 — empty
• 返回元素个数 — size
• 返回容器容量 — capacity
• 重新指定大小 — resize

2.5 vector插入和删除

函数原型：

• push_back(ele); //尾部插入元素ele
• pop_back(); //删除最后一个元素
• insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
• insert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置pos插入count个元素ele
• erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素
• erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从start到end之间的元素
• clear(); //删除容器中所有元素
• 注： 此处的位置均为迭代器指向的位置。

示例：

void printVector(vector<int>& v) {for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}
void test04()
{vector<int> v1; //无参构造for (int i = 1; i < 6; i++){//尾插v1.push_back(i*10);}printVector(v1);//尾删v1.pop_back();printVector(v1);//插入v1.insert(v1.begin(), 9);//从第一个元素位置开始，插入9printVector(v1);v1.insert(v1.begin(), 2, 99);//从第一个元素位置开始，插入2个99printVector(v1);//删除v1.erase(v1.begin());//只删除第一个元素printVector(v1);//清空v1.erase(v1.begin(), v1.end());//删除从begin指向的位置到end指向的位置之间内容v1.clear();//效果同上，清空printVector(v1);
}

总结：

• 尾插 — push_back
• 尾删 — pop_back
• 插入 — insert (位置迭代器)
• 删除 — erase （位置迭代器）
• 清空 — clear

2.6 vector数据存取

函数原型：

• at(int idx); //返回索引 idx所指的数据
• operator[]; //返回[]所指的数据
• front(); //返回容器中第一个数据元素
• back(); //返回容器中最后一个数据元素

示例：

void printVector(vector<int>& v) {for (int i = 0; i < v1.size(); i++){cout << v1[i] << " ";}cout << endl;
}
void test05()
{vector<int> v1; //无参构造for (int i = 1; i < 6; i++){//尾插v1.push_back(i*10);}printVector(v1);for (int i = 0; i < v1.size(); i++){cout << v1.at(i) << " ";}cout << endl;cout << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;cout << "v1的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;
}

总结：

• 除了用迭代器获取vector容器中元素，[ ]和at也可以
• front返回容器第一个元素
• back返回容器最后一个元素

2.7 vector互换容器

功能描述：

• 实现两个容器内元素进行互换

函数原型：

• swap(vec); // 将vec与本身的元素互换

示例：

void printVector(vector<int>& v) {	for (int i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl; 
}
void test06()
{vector<int> v1; //无参构造for (int i = 1; i < 10; i++){//尾插v1.push_back(i*10);}printVector(v1);vector<int> v2; //无参构造for (int i = 1; i < 10; i++){//尾插v2.push_back(i *9);}printVector(v2);//互换容器cout << "互换后：" << endl;v1.swap(v2);printVector(v1);printVector(v2);
}

2.7.1 vector互换容器收缩内存空间

• 巧用swap收缩内存
  示例：

void test07()
{vector<int> v;for (int i = 0; i < 100000; i++) {v.push_back(i);}cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;v.resize(3);//cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;//收缩内存vector<int>(v).swap(v); //匿名对象：执行完当前行就回收cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}

析：vector(v).swap(v);
其中vector(v)表示创建一个匿名对象，其大小和容量按照v的实际大小进行初始化（即为什么交换后v的大小和容量都为3）。

总结：swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果

2.8 vector预留空间

功能描述：

• 减少vector在动态扩展容量时的扩展次数.

函数原型：

• reserve(int len);//容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。(resize区分)

示例：

void test08()
{vector<int> v;int num = 0;//统计空间开辟次数int* p = NULL;for (int i = 0; i < 100000; i++) {v.push_back(i);//因为空间开辟一次首元素地址就会改变一次if (p != &v[0]){p = &v[0];num++;}}cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;cout << "空间开辟了" << num << "次" << endl;
}

可见，对于大空间vector的开辟不是一下子就开辟的，他是一个逐步个过程。
当提前预置空间容量时，就只会开辟一次。如下：

总结：如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间.