C++ vector用法-编程知识

1. vector：

1.1 vector 说明

进行vector操作前应添加头文件#include <vector>

Vector，英译向量

1) std::vector 是封装动态数组的顺序容器。

2) std::pmr::vector 是使用多态分配器的模板别名。

连续存储元素，这意味着不仅可通过迭代器，还能用指向元素的常规指针访问元素。这意味着指向 vector 元素的指针能传递给任何期待指向数组元素的指针的函数。

vector 的存储是自动管理的，按需扩张收缩。 vector 通常占用多于静态数组的空间，因为要分配更多内存以管理将来的增长。

vector 所用的方式不在每次插入元素时，而只在额外内存耗尽时重分配。分配的内存总量可用capacity() 函数查询。可通过调用 shrink_to_fit() 返回多出的内存给系统。 (C++11 起)

重分配通常是性能上有开销的操作。若元素数量已知，则 reserve() 函数可用于消除重分配。

vector 上的常见操作复杂度（效率）如下：

随机访问元素——常数 𝓞(1)
在末尾插入或移除元素——均摊常数 𝓞(1)
插入或移除元素——与到 vector 结尾的距离成线性 𝓞(n)

1.2 vector初始化：

方式1.

//定义具有10个整型元素的向量（尖括号为元素类型名，它可以是任何合法的数据类型），不具有初值，其值不确定
int main()
{vector<int> a(10);int cap = a.capacity();cout << "initial capacity = " << cap << '\n';
}

输出：

方式2.

//定义具有5个整型元素的向量，且给出的每个元素初值为1
int main()
{vector<int> a(5, 1);int cap = a.capacity();cout << "initial capacity = " << cap << '\n';for(int i=0;i<a.size();i++){cout << a[i] << " ";}
}

输出：

方式3.

//用向量b给向量a赋值，a的值完全等价于b的值
int main()
{vector<int> b(5, 1);vector <int> a(b);for(int i=0;i < a.size();i++){cout << a[i] << " ";}
}

输出：

方式4.

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> b(5, 1);vector<int> a(b.begin(), b.begin() + 3);for(int i=0;i < a.size();i++){cout << a[i] << " ";}
}

输出：

方式5.

//从数组中获得初值
int main()
{int b[7] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};vector <int> a(b, b+7);for(int i=0;i < a.size();i++){cout << a[i] << " ";}
}

输出：

1.3 vector对象的常用内置函数使用（举例说明）

#include<vector>
vector<int> a, b;//b为向量，将b的0-2个元素赋值给向量a
a.assign(b.begin(),b.begin()+3);
//a含有4个值为2的元素
a.assign(4,2);
//返回a的最后一个元素
a.back();
//返回a的第一个元素
a.front();
//返回a的第i元素,当且仅当a存在
a[i];
//清空a中的元素
a.clear();
//判断a是否为空，空则返回true，非空则返回false
a.empty();
//删除a中第一个（从第0个算起）到第二个元素，也就是说删除的元素从a.begin()+1算起（包括它）一直到a.begin()+3（不包括它）结束
a.erase(a.begin()+1,a.begin()+3);
//在a的最后一个向量后插入一个元素，其值为5
a.push_back(5);
//删除a向量的最后一个元素
a.pop_back();
//在a的第一个元素（从第0个算起）位置插入数值5,
a.insert(a.begin()+1,5);
//在a的第一个元素（从第0个算起）位置插入3个数，其值都为5
a.insert(a.begin()+1,3,5);
//b为数组，在a的第一个元素（从第0个元素算起）的位置插入b的第三个元素到第5个元素（不包括b+6）
a.insert(a.begin()+1,b+3,b+6);
//返回a中元素的个数
a.size();
//返回a在内存中总共可以容纳的元素个数
a.capacity();
//将a的现有元素个数调整至10个，多则删，少则补，其值随机
a.resize(10);
//将a的现有元素个数调整至10个，多则删，少则补，其值为2
a.resize(10,2);
//将a的容量扩充至100，
a.reserve(100);
//b为向量，将a中的元素和b中的元素整体交换
a.swap(b);
//b为向量，向量的比较操作还有 != >= > <= <
a==b;

pop_back（）

移除容器的末元素。

在空容器上调用 pop_back 导致未定义行为。

非法化指向末元素的迭代器和引用，以及 end() 迭代器。

参数：（无）返回值：（无）复杂度：常数。异常：不抛出。

验证异常不抛出：

#include <iostream>
#include <vector>
//#include <algorithm>
using namespace std;int main()
{vector<int> numbers;numbers.pop_back();cout << "[ ";for(auto x : numbers) {cout << x << ' ';}cout << "]\n";
}

输出：右半括号未输出

2. 顺序访问vector的几种方式，举例说明

2.1. 对向量a添加和删除元素的几种方式

1.向向量a中添加元素

int main()
{vector<int>a;for(int i=0;i<10;++i){a.push_back(i);}for(int i=0;i < a.size();i++){cout << a[i] << ' ';}
}

输出：

2.从数组中选择元素向向量中添加

int main()
{int a[6]={1,2,3,4,5,6};vector<int> b;for(int i=0;i<=4;i++)b.push_back(a[i]);for(int i=0;i < b.size();i++)cout << b[i] << ' ';
}

输出：

3.从现有向量中选择元素向向量中添加

int main()
{int a[6]={1,2,3,4,5,6};vector<int>b(a,a+4);vector<int>c;for(vector<int>::iterator it=b.begin();it<b.end();++it)c.push_back(*it);for(int i=0;i < b.size();i++)cout << b[i] << ' ';cout << endl;for(int i=0;i < c.size();i++)cout << c[i] << ' ';
}

输出：

4.从文件中读取元素向向量中添加

#include <iostream>
#include <vector>
#include <fstream>
using namespace std;int main()
{ifstream in("data.txt");if(!in.is_open()){cout << "打开失败";}vector <int> a;for (auto i = 0; in >> i; )a.push_back(i);for (int i = 0; i < a.size(); i++)cout << a[i] << ' ';
}

输出：

5.常见错误赋值方式1

vector<int>a;
for(int i=0;i<10;++i)
{a[i]=i;}//下标只能用来获取已经存在的元素

正确方式：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> a(10);for(int i=0;i<10;++i){a[i]=i;}//下标只能用来获取已经存在的元素for (int i = 0; i < a.size(); i++)cout << a[i] << ' ';
}

5.常见错误赋值方式2

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector <int> a(5), b(5), c ;int x = 1;for(int i=1;i <= a.size();i++){a[i] = (x++);}for(int i=1;i <= a.size();i++){cout << a[i] << ' ';}cout << endl;for(int i=1;i <= 3;i++){cin >> b[i];}for(int i=1;i <= 3;i++){cout << b[i] <<' ';}for(int i=1;i <= 3;i++){cin >> c[i];}for(int i=1;i <= 3;i++){cout << c[i] <<' ';}
}

输出：

2.2 从向量中读取元素

1.通过下标方式获取

int a[6]={1,2,3,4,5,6};
vector<int>b(a,a+4);for(int i=0; i < b.size(); ++i)cout << b[i] << ' ';cout << endl;

输出：

2.通过迭代器方式读取

int a[6]={1,2,3,4,5,6};vector<int> b(a,a+6);for(vector<int>::iterator it=b.begin(); it!=b.end(); it++)cout << *it << " ";

输出：

3.几个常用的算法

 #include<algorithm>//对a中的从a.begin()（包括它）到a.end()（不包括它）的元素进行从小到大排列sort(a.begin(),a.end());//对a中的从a.begin()（包括它）到a.end()（不包括它）的元素倒置，但不排列，如a中元素为1,3,2,4,倒置后为4,2,3,1reverse(a.begin(),a.end());//把a中的从a.begin()（包括它）到a.end()（不包括它）的元素复制到b中，从b.begin()+1的位置（包括它）开始复制，覆盖掉原有元素copy(a.begin(),a.end(),b.begin()+1);//在a中的从a.begin()（包括它）到a.end()（不包括它）的元素中查找10，若存在返回其在向量中的位置find(a.begin(),a.end(),10);

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;int main()
{int exp[6]={6, 4, 3, 2, 1, 5};vector<int> a(exp,exp+6);vector<int> b(10);sort(a.begin(),a.end());//outputfor (int i = 0; i < a.size(); i++)cout << a[i] << ' ';cout << endl;reverse(a.begin(),a.end());//outputfor (int i = 0; i < a.size(); i++)cout << a[i] << ' ';cout << endl;//需要注意的是，如果容器 b 的大小不足以容纳所有要复制的元素，那么将会引发未定义的行为。
//因此，在执行此操作之前，需要确保容器 b 有足够的空间来存储这些元素。copy(a.begin(),a.end(),b.begin()+1); //b = a;   for (int i = 0; i < b.size(); i++)cout << b[i] << ' ';cout << endl;	b = a;   for (int i = 0; i < b.size(); i++)cout << b[i] << ' ';cout << endl;vector<int>::iterator it = find(a.begin(), a.end(), 5);if (it != a.end()) cout << "Element found at index: " << *it << endl;   else cout << "Element not found" << endl;
}

输出：