23 STL(三)vector容器

基本概念

vector容器我们之前简要讲过,和数组很像,也叫单端数组

与普通数组的区别是,普通数组大小是固定的,分配静态空间,而vector是可以动态分配的

动态扩展并不是简单的在原空间之后分配空间,而是寻找更大的空间继续申请,原数据拷贝过到新空间,这部分原始空间释放(因为没法保证后续的空间是否被使用)

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vector我们之前讲过,有尾插,尾删,分别对应push_back,pop_back方法,之前也讲过begin,end获取迭代器指针位置的方法,这里又增加了rbegin,rend方法,分别指向最后一个元素和第一个元素之前(不存在的位置)

vector容器的迭代器是支持随机访问的(比如从begin开始,可以不光+1,还可以+3,加其他等等)

构造方法

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如上,我们可以使用默认构造,指定类型,本身是使用模板类实现,还可以传递一个vector对象,使用一定的区间将其拷贝,还有n个重复对象的构造,以及专门的拷贝构造

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如上,我们将4种方法都给进行了输出,为了打印,我们定义了个接口方法,vector这里当然也是支持索引的,就没必要使用解引用迭代器了,我们拷贝区间的v2这里没有按函数示例给完全的起止,结束-1作为区别可以更直观的看到

赋值操作

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赋值和字符串类似,第一种是等号操作,然后的两种是assign赋值操作,一种起止,一种n元素重复

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感觉也没什么可说的,就是需要多记住用法

容器的大小和操作

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如上,empty返回bool值是否为空,capacity返回容量,size返回元素的个数,resize是给容器重新制定长度,变长的部分,使用默认值,如果变短则删除元素,带elem参数则是设置默认值填充

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如上,我们v1是有元素的非空,v2刚定义是空的,size就是容器实际已添加的内容,而capacity不是10而是13,这是stl vector动态申请空间的功能,随着再添加内容,capacity还会增加

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如上,我们分别实现了功能

插入和删除

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如上,尾插和尾删我们应该都知道了,insert这里要传入迭代器对象指针,erase也是,最后clear是实现清空


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如上,我们先验证了尾插和尾删,每次都是操作最后一个元素,然后insert在指定位置插一个元素,和重复元素。

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如上,我们再实现删除,逻辑也没那么麻烦,最后一个空行是因为对容器进行了clear清空操作

元素存取

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如上,我们有4个方法访问,at,[]索引访问对象,以及front,back访问首尾元素

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如上,我们实现了方法的调用,其中对于索引访问元素,我们不光可以获取值,还可以设置值,实现对容器指定元素的修改

容器互换

容器还有方法swap(vector v),实现替换,你会好奇容器和容器替换的场景是什么

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如上,我们可以看见实现了交换的功能,当然你会觉得这个有点没什么太大意义。我们接下来就说下他的实用性

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如上,我们就不遍历容器了,我们只输出一个大数组的容量和大小,我们可以看到申请了13万的空间,大小是100000,留出来的空间是为了继续插入数据使用

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我们再把v给resize成3,我们可以看到容量没有变化,但是大小变了,这样就很浪费空间。这时候我们就可以使用交换数组的操作

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如上,我们使用匿名对象的交换方法,就实现了空间的节约,可以看到swap后是容量也是3,这里可以简单解释下,前面匿名对象相当于使用了拷贝构造,拷贝构造时不会使用v的容量而是按照v的实际使用,于是容量变小,把申请的容量交还给v,这样v的空间也实现变小了,而匿名对象接收的100000个int的空间会因为编译器看到是匿名对象执行到下一行而被释放掉。这就是个小技巧

预留空间

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其方法作用是预留一部分空间,减少内部动态扩容的次数,这个方法注意不要和reverse搞混了,额外申请的空间和resize不一样,没插入元素是不能访问的,访问会报错

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我们用指针p来做监督v的元素首地址,然后每次变化num就++,可以看到10万次数据扩容了30次

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我们使用reserve,可以看到其只动态扩容了1次,效率就会比较高

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