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vector 詳細用法 C++

阿新 • • 發佈：2019-02-15

       使用STL的三個境界：能用，明理，能擴充套件。本文屬於第一個境界，如果結合了《STL原始碼解析》，則達到了第二個境界，如果專案中有需要，對STL進行了擴充套件則就達到了第三個境界！如果希望深刻理解vector的這些個成員函式，最好的辦法是詳細瞭解其內部實現，《STL原始碼解析》是個好途徑！當然，也可以直接看編譯器自帶的<vector>的原始碼。

       vector是C++標準模板庫中的部分內容，vector之所以被認為是一個容器，是因為它能夠像容器一樣存放各種型別的物件，簡單地說，vector是一個能夠存放任意型別的動態陣列。
       為了使用vector，必須包含標頭檔案<vector>。另，vector屬於std名稱空間，因此需要通過命名限定，可以有如下三種方式，後兩種方式更好，因為未引入的無關的內容。（依稀記的《Effective C++》的某個條款這個提過！）
using namespace std;
using namespace std::vector;
std::vector<int> vec;


現在以 std::vector<int> vec為例，描述相關函式的功能！

第一部分：

vec.begin()//指向迭代器中第一個元素。 
vec.end()//指向迭代器中末端元素的下一個，指向一個不存在元素。		
vec.push_back(elem)		//在尾部加入一個數據。
vec.pop_back()			//刪除最後一個數據。
vec.capacity()	//vector可用空間的大小。
vec.size()//返回容器中資料個數。
vec.empty()	//判斷容器是否為空。
vec.front()		//傳回第一個資料。
vec.back()	//傳回最後一個數據，不檢查這個資料是否存在。
vec.at(index)	//傳回索引idx所指的資料，如果idx越界，丟擲out_of_range。
vec.clear()	//移除容器中所有資料。
vec.erase(iterator)	//刪除pos位置的資料，傳回下一個資料的位置。
vec.erase(begin,end)	//刪除[beg,end)區間的資料，傳回下一個資料的位置。注意：begin和end為iterator
vec.insert(position,elem)	//在pos位置插入一個elem拷貝，傳回新資料位置。
vec.insert(position,n,elem)	//在pos位置插入n個elem資料，無返回值。
vec.insert(position,begin,end)	//在pos位置插入在[beg,end)區間的資料，無返回值。

以下程式碼驗證上述這些常用函式的功能：
#include<vector>
#include<iostream>

using namespace std;


int main()
{
    vector<int> vec(3,0);
    vector<int>::iterator iter;
    vector<int>::iterator begin=vec.begin();
    vector<int>::iterator end=vec.end();
    cout<<"vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t i=0;
        cout<<*iter<<",";
        i++;
    }
    cout<<endl;
    cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
//////////////////////////////////////////////////
    cout<<endl;
    vec.push_back(1);
    vec.push_back(2);

    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<"push back 1 and 2 based on above;vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t j=0;
        cout<<*iter<<",";
        j++;
    }
    cout<<endl;
    cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
//////////////////////////////////////////////////
    cout<<endl;
    vec.pop_back();

    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<"pop one element based on above;vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t k=0;
        cout<<*iter<<",";
        k++;
    }
    cout<<endl;
    cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
/////////////////////////////////////////////////
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<endl;
    if(vec.empty())
    {
        cout<<"vec is empty"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"vec is not empty"<<endl;
    }
/////////////////////////////////////////////////  
    cout<<endl;
    cout<<"based on the above:"<<endl;
    cout<<"     vec.front():"<<vec.front()<<endl;
    cout<<"     vec.back():"<<vec.back()<<endl;
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    cout<<"vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t l=0;
        cout<<*iter<<",";
        l++;
    }
    cout<<endl;
////////////////////////////////////////////////////
    cout<<endl;
    cout<<"call at(),based on the above:"<<endl;
    cout<<"     vec.at():"<<vec.at(3)<<endl;
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    cout<<"vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t m=0;
        cout<<*iter<<",";
        m++;
    }
    cout<<endl;
//////////////////////////////////////////////////
    cout<<endl;
    cout<<"call clear(),based on the above:"<<endl;
    vec.clear();
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    cout<<"vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t m=0;
        cout<<*iter<<",";
        m++;
    }
    cout<<endl;
//////////////////////////////////////////////////
    cout<<endl;
    for(int i=1;i<8;i++)
    {
        vec.push_back(i);
    }
    cout<<"push_back 1,2,3,4,5,6,7 based on above;vec:";
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t m=0;
        cout<<*iter<<",";
        m++;
    }
////////////////////////////
    cout<<endl;
    vec.erase(vec.begin()+2);
    cout<<"call vec.erase(3),vec:";
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t m=0;
        cout<<*iter<<",";
        m++;
    }
    cout<<endl;
    cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
//////////////////////////
    cout<<endl;
    vec.erase(vec.begin()+1,vec.begin()+3);
    cout<<"call vec.erase(1,3),vec:";
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t m=0;
        cout<<*iter<<",";
        m++;
    }
    cout<<endl;
    cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    return 1;<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">}</span>

輸出結果如下：


vector中v[i]與v.at(i)的區別：參見：http://www.cnblogs.com/zhuyf87/archive/2012/12/06/2805579.html

void f(vector<int> &v)
{
  v[0];    // A
  v.at[0];  // B
}

      如果v非空，A行和B行沒有任何區別。如果v為空，B行會丟擲std::out_of_range異常，A行的行為未定義。
      c++標準不要求vector<T>::operator[]進行下標越界檢查，原因是為了效率，總是強制下標越界檢查會增加程式的效能開銷。設計vector是用來代替內建陣列的，所以效率問題也應該考慮。不過使用operator[]就要自己承擔越界風險了。如果需要下標越界檢查，請使用at。

第二部分：

assign函式原型及功能：
void assign(const_iterator first,const_iterator last); //功能：將區間[first,last)的元素賦值到當前的vector中，當前vector會清除掉容器中之前的內容。
void assign(size_type n,const T& x = T()); //功能：賦n個值為x的元素到當前vector中，當前vector會清除掉容器中之前的內容。

以下函式驗證assign函式的功能：

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
    vector<int> v1, v2, v3;
    vector<int>::iterator iter;
    for(int i=10; i<60; i+=10)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    v2.push_back(1);
    v2.push_back(2);

    cout << "v1 = " ;
    for (iter = v1.begin(); iter != v1.end(); iter++)
    {
        cout << *iter << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "v2 = ";
    for (iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter++)
        cout << *iter << " ";
    cout << endl;


    v1.assign(v2.begin(), v2.end());
    cout << "v2 = ";
    for (iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter++)
        cout << *iter << " ";
    cout << endl;
    v3=v1;
    v3.assign(4,3) ;
    cout << "v3 = ";
    for (iter = v3.begin(); iter != v3.end(); iter++)
        cout << *iter << " ";
    cout << endl;
    return 0;
}
執行結果如下：

第三部分：

vec.rbegin()//傳回一個vector的最後一個數據的指標。
vec.rend()// 傳回一個vector的第一個資料前一個位置的指標。？
驗證程式碼如下：
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
    vector<int> v1, v2, v3;
    vector<int>::iterator iter;
    for(int i=10; i<60; i+=10)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    v2.push_back(1);
    v2.push_back(2);

    cout << "v1 = " ;
    for (iter = v1.begin(); iter != v1.end(); iter++)
    {
        cout << *iter << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "v2 = ";
    for (iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter++)
        cout << *iter << " ";
    cout << endl;
    vector<int>::reverse_iterator r_iter;
    cout << "v1 in reverse ";
    for (r_iter = v1.rbegin(); r_iter != v1.rend(); r_iter++)
        cout << *r_iter << " ";
    cout << endl;
    cout<<"v1.rbegin():"<<*v1.rbegin()<<endl;
    cout<<"v1.rbegin():"<<(*(v1.rbegin()--))<<endl;
    cout<<"v1.rend()--:"<<*(v1.rend()--)<<endl;

    cout<<"v1.rend()++:"<<*(v1.rend()++)<<endl;

    return 0;
}
輸出結果為：



        此處有個疑問：對(*(v1.rbegin()++))、(*(v1.begin()++))、(*(v1.rbegin()--))、(*(v1.begin()--))均沒達到預期，需要看下其內部究竟是怎麼實現的！

        另外，注意：企圖直接列印迭代器，編譯是通不過的！eg:cout<< v1.begin();

第四部分：

vec.resize(num)//重新指定vector的長度。
vec.resize(num,value)//重新指定vector的長度。並設定新增的元素的值
當需要以vec[size+1]=vec[j];的方式對超過vector的size賦值時，都需要先呼叫下resize()函式，如果直接對超出vector.size()的位置賦值，編譯不能通過！ 如上所示，一種是僅僅設定size，另一種即設定size也設定value;其實resize函式就是重新設定finish指標。如果在呼叫resize函式時，發現vector沒有剩餘的空間了，則會以當前的size為基礎，申請開闢2倍的空間。（開闢空間，拷貝，釋放原有空間的過程） 第五部分： 
vec.swap(vec1)//
swap(vec,vec1)//
#include<vector>
#include<iostream>

using namespace std;

int main()
{
    vector<int> vec(3,0);
    vector<int>::iterator iter;
    vector<int>::iterator begin=vec.begin();
    vector<int>::iterator end=vec.end();
    cout<<"vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t i=0;
        cout<<*iter<<",";
        i++;
    }
    cout<<endl;
    vec.push_back(7);
    cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    vector<int>(vec).swap(vec);
    cout<<"vector<int>(vec)-swap-capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    cout<<"vector<int>(vec)-swap-size:"<<vec.size()<<endl;


    {
        vector<int> temp(vec);
        temp.swap(vec);
        cout<<"temp-swap-capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
        cout<<"temp-swap-size:"<<vec.size()<<endl;
    }


    vector<int>().swap(vec);
    cout<<"vector<int>()-swap-capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    cout<<"vector<int>()-swap-size:"<<vec.size()<<endl;
     return 1;
}
輸出結果為：


#include<vector>
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;


int main()
{
    vector<int> vec(3,0);
    vector<int>::iterator iter;
    vector<int>::iterator begin=vec.begin();
    vector<int>::iterator end=vec.end();
    cout<<"vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t i=0;
        cout<<*iter<<",";
        i++;
    }
    cout<<endl;
    vec.push_back(7);
    cout<<"vec size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"vec capacity:"<<vec.capacity()<<endl;

    vector<int> vec1(3,1);
    vec1.push_back(6);
    cout<<"vec1 size:"<<vec1.size()<<endl;
    cout<<"vec1 capacity:"<<vec1.capacity()<<endl;

    swap(vec,vec1);
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<"after swap vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        cout<<*iter<<",";
    }
    cout<<"vec size after swap():"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"vec capacity after swap():"<<vec.capacity()<<endl;

    begin=vec1.begin();
    end=vec1.end();
    cout<<"after swap vec1:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        cout<<*iter<<",";
    }
    cout<<"vec1 size after swap():"<<vec1.size()<<endl;
    cout<<"vec1 capacity after swap():"<<vec1.capacity()<<endl;
    return 0;
}
輸出結果為：

該結果表明<algorithm>中的函式swap()，只是交換兩個vector中的內容，其原本的size和capacity均不做改變！

vec.reserve()//設定capacity的值，如果小於原本的capacity的值則保持為原本的capacity的值。

以下為顯而易見的操作：
operator[]：//此函式返回的是容器中指定位置的一個引用。
operattor*：//指標的取址操作

若干種建立方式（vector的建構函式）
vector<type> vec
vector<type> vec(vec1)
vector<type> vec=vec1
vector<type> vec(n)
vector<type> vec(n,elem)
vector<type> vec(begin,end)
vector<type> vec{a,b,c,……}
vector<type> vec={a,b,c,……}

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