C++学习笔记（十九）

一、vector容器

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，耳罩寻找更大的内存空间，然后将原数据拷贝到新空间，释放原空间

2. vector构造函数

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

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

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;void printVector(vector<int>&v)
{for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}void test01()
{// 1. 默认构造 无参构造vector<int>v1;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);// 2. 通过区间方式构造vector<int>v2(v1.begin(), v1.end());printVector(v2);// 3. n个elem方式构造vector<int>v3(10, 100);printVector(v3);// 4. 拷贝构造vector<int>v4(v3);printVector(v4);
}int main(int argc, char* argv[])
{test01();return 0;
}

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

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;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;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);// 1. 等号赋值vector<int>v2;v2 = v1;printVector(v2);// 2. 区间赋值vector<int>v3;v3.assign(v1.begin(), v1.end());printVector(v3);// 3. n个elem赋值vector<int>v4;v4.assign(10, 100);printVector(v4);
}int main(int argc, char* argv[])
{test01();return 0;
}

4. vector容量和大小

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

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

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

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;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;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的容量为:" << v1.capacity() << endl;cout << "v1的元素个数为:" << v1.size() << endl;}v1.resize(16);printVector(v1);cout << "v1的容量为:" << v1.capacity() << endl;cout << "v1的元素个数为:" << v1.size() << endl;v1.resize(20,100);printVector(v1);cout << "v1的容量为:" << v1.capacity() << endl;cout << "v1的元素个数为:" << v1.size() << endl;v1.resize(5);printVector(v1);cout << "v1的容量为:" << v1.capacity() << endl;cout << "v1的元素个数为:" << v1.size() << endl;
}int main(int argc, char* argv[])
{test01();return 0;
}

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

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;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;// 尾插v1.push_back(10);v1.push_back(20);v1.push_back(30);v1.push_back(40);v1.push_back(50);// 遍历printVector(v1);// 尾删v1.pop_back();v1.pop_back();printVector(v1);// 插入v1.insert(v1.begin(), 100);printVector(v1);v1.insert(v1.begin(), 2, 66);printVector(v1);// 删除v1.erase(v1.begin());printVector(v1);v1.erase(v1.begin(), v1.begin()+2);printVector(v1);// 清空v1.clear();printVector(v1);
}int main(int argc, char* argv[])
{test01();return 0;
}

6. vector数据存取

函数原型：

at(int idx);        // 返回索引idx所指的数据

operator[idx];        // 返回索引idx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

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;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;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}// 通过[]访问元素for (int i = 0; i < v1.size(); i++){cout << v1[i] << " ";}cout << endl;// 通过at访问元素for (int i = 0; i < v1.size(); i++){cout << v1.at(i) << " ";}cout << endl;cout << "第一个元素为:" << v1.front() << endl;cout << "最后一个元素为:" << v1.back() << endl;
}int main(int argc, char* argv[])
{test01();return 0;
}

7. vector互换容器

函数原型：

swap(vec);        // 将vec与本身的元素互换

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;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;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}vector<int>v2;v2.assign(10, 10);cout << "交换前:" << endl;cout << "v1:" << " ";printVector(v1);cout << "v2:" << " ";printVector(v2);v1.swap(v2);cout << "交换前:" << endl;cout << "v1:" << " ";printVector(v1);cout << "v2:" << " ";printVector(v2);
}// 实际用途(巧用swap可以收缩内存空间)
void test02()
{vector<int>v1;for (int i = 0; i < 100000; i++){v1.push_back(i);}cout << "v1的容量是:" << v1.capacity() << endl;cout << "v1的大小是:" << v1.size() << endl;v1.resize(3);cout << "v1的容量是:" << v1.capacity() << endl;cout << "v1的大小是:" << v1.size() << endl;// 巧用swap收缩内存vector<int>(v1).swap(v1);cout << "v1的容量是:" << v1.capacity() << endl;cout << "v1的大小是:" << v1.size() << endl;
}int main(int argc, char* argv[])
{test01();test02();return 0;
}

vector<int>(v1).swap(v1);

v1在resize后，容量非常大，元素个数只有3

vector<int>(v1) ——> 利用v1目前的元素个数初始化一个匿名对象

swap(v1) ——> 指针的交换，v1指向匿名对象，匿名对象指向v1，当前行执行结束就会自动回收

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

8. vector预留空间

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

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;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;// 统计开辟次数int num = 0;int* p = NULL;for (int i = 0; i < 100000; i++){v1.push_back(i);if (p != &v1[0]){p = &v1[0];num++;}}cout << "test01中num:" << num << endl;
}void test02()
{vector<int>v1;// 统计开辟次数v1.reserve(100000);int num = 0;int* p = NULL;for (int i = 0; i < 100000; i++){v1.push_back(i);if (p != &v1[0]){p = &v1[0];num++;}}cout << "test02中num:" << num << endl;
}int main(int argc, char* argv[])
{test01();test02();return 0;
}

总结：如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间

二、deque容器

1. deque基本概念

功能：双端数组，可以对头端进行插入删除操作

deque和vector区别：1）vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低

                                    2）deque相对而言，对头部的插入删除速度会比vector快

                                    3）vector访问元素时的速度会比deque快，这和两者内部实现有关 

deque内部工作原理：

deque内部有个中控器 ，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据

中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时想一片连续的内存空间

deque容器的迭代器也是支持随机访问的

2. deque构造函数

函数原型：

deque<T> deqT;        // 默认构造形式

deque(beg,end);        // 构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身

deque(n, elem);        // 构造函数将n个elem拷贝给本身

deque(const deque &deq);        // 拷贝构造函数

#include <iostream>
#include <deque>using namespace std;void printDeque(const deque<int>& d)
{for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++){// *it = 100; 报错：const只读cout << *it << " ";}cout << endl;
}void test01()
{deque<int>d1;for (int i = 0; i < 10; i++){d1.push_back(i);}printDeque(d1);deque<int>d2(d1.begin(), d1.end());printDeque(d2);deque<int>d3(10, 100);printDeque(d3);deque<int>d4(d3);printDeque(d4);
}int main(int argc, char* argv[])
{test01();return 0;
}

3. deque赋值操作

函数原型：

deque& operator=(const deque &deq);        // 冲澡等号操作符

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拷贝复制给本身

#include <iostream>
#include <deque>using namespace std;void printDeque(const deque<int>& d)
{for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}void test01()
{deque<int>d1;for (int i = 0; i < 10; i++){d1.push_back(i);}printDeque(d1);deque<int>d2;d2 = d1;printDeque(d2);deque<int>d3;d3.assign(d2.begin(), d2.end());printDeque(d3);deque<int>d4;d4.assign(10, 100);printDeque(d4);
}int main(int argc, char* argv[])
{test01();return 0;
}

4. deque大小操作

函数原型：

deque.empty();        // 判断容器是否为空

deque.size();        // 返回容器中元素的个数

deque.resize(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

deque.resize(num, elem);       // 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

#include <iostream>
#include <deque>using namespace std;void printDeque(const deque<int>& d)
{for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}void test01()
{deque<int>d1;for (int i = 0; i < 10; i++){d1.push_back(i);}printDeque(d1);if (d1.empty()){cout << "d1为空..." << endl;}else{cout << "d1不为空..." << endl;cout << "d1中元素的个数为:" << d1.size() << endl;}d1.resize(15);printDeque(d1);d1.resize(20,100);printDeque(d1);d1.resize(5);printDeque(d1);
}int main(int argc, char* argv[])
{test01();return 0;
}

5. deque插入和删除

函数原型：

两端插入操作：

push_back(elem);        // 在容器尾部添加一个数据

push_front(elem);        // 在容器头部添加一个数据

pop_back();        // 删除容器最后一个数据

pop_front();        // 删除容器第一个数据

指定位置操作：

insert(pos, elem);        // 在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置

insert(pos, n, elem);        // 在pos位置插入n个elem数据，无返回值

insert(pos, beg, end);        // 在pos位置插入[beg, end)区间的数据，无返回值

clear();        // 清空容器的所有数据

erase(beg, end);        // 删除[beg, end)区间的数据，返回下一个数据的位置

erase(pos);        // 删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置

6. deque数据存取

at(int idx);        // 返回索引idx所指的数据

operator[idx];        // 返回索引idx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

7. deque排序

算法：

使用时需要包含头文件：#include <algorithm>

sort(iterator beg, iterator end)        // 对beg和end区间内元素进行排序(默认从小到大)

对于支持随机访问的迭代器的容器，都可以利用sort算法直接对其进行排序

#include <iostream>
#include <deque>
#include <stdlib.h>
#include <algorithm>using namespace std;void printDeque(const deque<int>& d)
{for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}void test01()
{deque<int>d1;for (int i = 0; i < 10; i++){d1.push_back(rand()%100);}cout << "排序前:";printDeque(d1);cout << endl;cout << "排序后:";sort(d1.begin(), d1.end());printDeque(d1);cout << endl;
}int main(int argc, char* argv[])
{test01();return 0;
}

三、STL案例

1. 案例描述

有五名选手：选手ABCDE，10个评委分别对每一名选手打分，去除最高分和最低分，取平均分

2. 实现步骤

1）创建五名选手，放到vector中

2）遍历vector容器，取出来每一个选手，执行for循环，把十个评分存到deque容器中

3）sort算法对deque容器中分数排序，去除最高分和最低分

4）deque容器遍历，计算总分

5）获取平均分

3. 代码实现

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <deque>
#include <algorithm>
#include <ctime>using namespace std;// 选手类
class Person
{
public:Person(string name, float score){this->m_Name = name;this->m_Score = score;}string m_Name;float m_Score;
};// 创建选手
void createPerson(vector<Person>& v)
{string nameSeed = "ABCDE";for (int i = 0; i < 5; i++){string name = "选手";name += nameSeed[i];float score = 0;Person p(name, score);// 将创建好的选手对象放入容器v.push_back(p);}
}void setScore(vector<Person>& v)
{for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){// 将评委的分数放入deque容器中deque<int>dscore;for (int i = 0; i < 10; i++){int score = rand() % 41 + 60; // 生成60-100的分数dscore.push_back(score);}// 测试/*cout << "姓名:" << (*it).m_Name << "分数:";for (deque<int>::iterator dit = dscore.begin(); dit != dscore.end(); dit++){cout << *dit << " ";}cout << endl;*/// 排序sort(dscore.begin(), dscore.end());// 去掉最高分和最低分dscore.pop_back();dscore.pop_front();// 获取平均分int sum = 0;for (deque<int>::iterator dit = dscore.begin(); dit != dscore.end(); dit++){sum += *dit;}float average = sum / dscore.size();// 将平均分赋值给选手(*it).m_Score = average;}
}void showScore(vector<Person>& v)
{for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << "姓名:" << (*it).m_Name << " " << "平均分" << (*it).m_Score << endl;}
}void test01()
{// 随机数种子srand((unsigned int)time(NULL));// 1.创建五名选手vector<Person>v;createPerson(v);// 测试/*for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << "--------------" << endl;cout << "姓名:" << (*it).m_Name << endl;cout << "平均分:" << (*it).m_Score << endl;}*/// 2.给五名选手打分setScore(v);// 3.显示最后得分showScore(v);
}int main(int argc, char* argv[])
{test01();return 0;
}

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