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前言：为什么要写在这时候写STL相关的文章呢？原因有以下几点：1. 最实际的，就是在刷力扣时，发现经常碰到放回vector<vector>这种类型的嵌套vector，而且我们也要经常自己建vector容器，利用vector的接口等等，如果对vector等等stl不太熟悉，非常不利于我们刷题。2.懂得vector等stl的使用，这是对一个学习C++的同学最基本的要求，再高点就是了解vector的底层原理和代码实现。所以我们文章也尽可能写得直白/直观，让大家容易理解
🍎1、vector的介绍
- vector是表示可变大小数组的序列容器。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
🍎2、vector的使用（重点）
1.文档中的定义
size_type一般是自定义（typedef类型）的类型
size_t：无符号的整形
2. vector iterator 的使用
| iterator的使用 | 接口说明 |
|---|---|
| begin + end（重点） | 获取第一个数据位置的iterator/const_iterator， 获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator |
| rbegin + rend | 获取最后一个数据位置的reverse_iterator，获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator |
2.vector的空间大小接口以及空间增长问题
接口
| 容量空间 | 接口说明 |
|---|---|
| size | 获取数组元素个数 |
| capacity | 获取容量大小 |
| empty | 判断是否为空 |
| resize | 改变vector的size |
| reserve | 改变vector的capacity |
- capacity的代码在vs和g++下分别运行会发现，vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。这个问题经常会考察，不要固化的认为，vector增容都是2倍，具体增长多少是根据具体的需求定义的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。
- reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题。
- resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size。
几种初始化vector的写法，这很重要
//初始化的方式1vector<int> v1; //定义了一个空的可变长的vector，此时不能直接使用v[i] = 2这种赋值//<>里的类型可以有很多种，int/double/string/vector/list/结构体等等//初始化的方式2vector<int> v2[10]; //定义可变长的二维数组，数组的行是10，列可以一直增长//初始化可变长的二维数组vector<vector<int>> v3;//以上都是没初始化空间以及内容的vector<int> v4(n);//定义一个长度为n的数组vector<int> v5(n, 0);//定义并初始化vector<int> v6{1,2,3,4,5};//列表初始化
3种遍历vector的写法
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main ()
{vector<int> v;for(int i = 0; i <= 10; i++)v.push_back(i);//第一种遍历方式 像数组一样的用下标for(int i = 0; i <= 10; i++)cout << v[i] << " ";cout << endl;//第二种，迭代器遍历vector<int>::iterator it = v.begin();while(it != v.end()){cout << *it << " ";it++;}cout << endl;//第三种，for循环遍历for(auto& e : v){cout << e << " ";}return 0;
}
3.vector 增删查改的接口
| vector增删查改 | 接口说明 |
|---|---|
| push_back（重点） | 尾插 |
| pop_back （重点） | 尾删 |
| find | find 查找。（注意这个是算法模块实现，不是vector的成员接口） |
| insert | 在position之前插入val |
| erase | 删除position位置的数据 |
| swap | 交换两个vector的数据空间 |
| operator[] （重点） | 像数组一样访问 |
| emplace_back | 尾插，序列尾部生成一个新元素 |
4. vector 迭代器失效问题。（重点）
迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了封装，比如：vector的迭代器就是原生态指针T* 。因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃)。
迭代器的两种失效情况
erase的实现
iterator erase(iterator pos){assert(pos >= _start && pos < _finish);iterator it = pos + 1;//pos位置的前一个往pos位置覆盖while (it != _finish){*(it - 1) = *it;++ it;}--_finish;return pos;}
erase的失效情形
void test_vector6()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
v1.push_back(5);
v1.push_back(6);
auto pos = find(v1.begin(), v1.end(), 2);
if (pos != v1.end())
{v1.erase(pos);
}
cout << *pos << endl;//把pos位置输出
*pos = 10;
cout << *pos << endl;//把pos位置修改成10
for (auto e : v1)
{cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
往前挪动之后还会++
（1）第一种刚刚好
（2）第二种就是2没判断就跳过了
（3）第三种就是最后想删4的时候，erase删完4之后it的位置已经大于v1.end()，所以报错了
🍎3、vector的模拟实现
vector.h代码实现如下，感兴趣的同学可以看看
#pragma once
//模拟实现 --加深对这个容器的理解，而不是造更好的轮子
#include<assert.h>
namespace jiang
{template<class T>class Myvector{public:typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;Myvector():_start(nullptr),_finish(nullptr),_endofstoage(nullptr){}template <class InputItrerator>//带参的构造函数Myvector(InputItrerator first, InputItrerator last): _start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstoage(nullptr){while (first != last){push_back(*first);++first;}}//交换函数void swap(Myvector<T>& v){std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endofstoage, v._endofstoage);}Myvector(const Myvector<T>& v)//拷贝构造: _start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstoage(nullptr){Myvector<T>tmp(v.begin(), v.end());swap(tmp);} Myvector<T>& operator=(Myvector<T> v){this->swap(v);//这里默认也有this可以不用加this->return *this;}//n个拷贝构造一个新的Myvector(size_t n, const T& val = T()): _start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstoage(nullptr){reserve(n); for (size_t i = 0; i < n; ++i){push_back(val);}} //资源管理~Myvector(){if (_start){delete[] _start;_start = _finish = _endofstoage = nullptr;}}iterator begin(){return _start;}iterator begin() const {return _start;}iterator end(){return _finish;}iterator end() const{return _finish;}size_t size() const{return _finish - _start;}size_t capacity() const{return _endofstoage - _start;}void reserve(size_t n){size_t sz = size(); if (n > capacity()){T* tmp = new T[n];//先新生成一块空间//然后把旧空间的数据拷贝到新空间if (_start){//memcpy(tmp, _start, size() * sizeof(T));//里面分别填新空间的名字，旧空间的起始地址和旧空间大小for(size_t i = 0; i < size(); i++){tmp[i] = _start[i];}delete[] _start;}_start = tmp;}_finish = _start + sz;//这里的size = _finish -start = -start_endofstoage = _start + n;}/*void resize(size_t n,const T& val = T())*/void resize(size_t n, T val = T()){if (n > capacity()){reserve(n);}if (n > size()){while (_finish < _start + n){*_finish = val;//放缺省值++_finish;}}else//删数据{_finish = _start + n;}}void push_back(const T& x){/*if (_finish == _endofstoage){size_t newCapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newCapacity);} *_finish = x;++_finish;*/insert(end(), x); }void pop_back() {/*if (_finish > _start){ --_finish;}*/erase(end() - 1);}T& operator[](size_t pos){assert(pos < size());return _start[pos];//返回pos位置的数据}const T& operator[](size_t pos) const{assert(pos < size());return _start[pos];//返回pos位置的数据}iterator insert(iterator pos, const T& x){//检查参数assert(pos >= _start && pos <= _finish);//扩容if (_finish == _endofstoage){size_t n = pos - _start;//先算出原来Pos和 _start的距离size_t newCapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newCapacity);pos = _start + n;//再更新pos}//挪动数据iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){*(end + 1) = *end;--end;}*pos = x;++_finish;return pos;}iterator erase(iterator pos){assert(pos >= _start && pos < _finish);iterator it = pos + 1;//pos位置的前一个往pos位置覆盖while (it != _finish){*(it - 1) = *it;++ it;}--_finish;return pos;}private: iterator _start;iterator _finish;iterator _endofstoage;
};
🍎总结
**这次和大家分享了基本的vector的用法以及基础的模拟实现，希望对大家快速上手vector有帮助。
