C++标准库-vector

$vector$模塑出一个动态数组，是将元素存放在动态数组中加以管理的一个抽象概念。同时$C++$标准库也并灭有规定必须以动态数组实现$vector$。

$vector$是将元素复制到内部动态数组中。元素之间总是存在一定的顺序。所以$vector$ 是一种有序集合。它支持随机访问。

1、$vector$大小与容量

$vector$提供了用于操作大小的函数有$size(),empty()$和$max\_size()$，另一个和大小有关的函数$capacity()$，返回$vector$实际能够容纳的元素量。如果超过了这个量，就必须重新分配内部内存（这个过程非常耗时，而且重新分配之后以前的引用，指针和迭代都将失效）。

如果我们的程序管理了和$vector$元素相关的引用，指针，迭代，亦或者是程序的运行速度对于我们来说非常重要，那么我们就必须考虑容量问题。

我们可以使用$reserve()$来保留适当的容量，避免重新分配存储（注意：$reserve()$不能缩减容量，如果调用$reserve()$所给的实参小于当前容量，将不会引发任何效果）。同样，避免重新分配的另一个方法是，初始化期间就向构造函数传递额外实参，构造足够的空间$<vector>v(elem)$，不过这种初始化很耗时。

现在我们来思考一个问题：如果你有一大堆的$vector$，每个里面都存放少量的元素，这种浪费是相当可观的，我们要如何解决。

我们有一个间接缩减$vector$的容量方法：两个$vector$交换内容，他们的容量也会互换，因此来缩减容量。

vector<T> temp(V);
v.swap(temp);

但是$C++11$引入了一个新函数：一个不据具强制力的要求，可以缩减容量以符合当前的元素个数$shrink\_to\_fit()$，以便为实现可能的特有优化回旋余地。

vector<T> v1; //v1是一个空vector
vector<T> v2(v1); //v12中包含有v1中所有元素的副本
vector<T> v2 = v1;//等价于v2(v1)，v2中包含有v1的所有元素的副本
vector<T> v3(n, val);//包含n个重复的元素，每个元素的值都是val
vector<T> v4(n);//包含n个重复的执行了值初始化的对象
vector<T> v5{
    
    a,b,c....};//包含了初始化个数的元素，每个元素赋予相对应的初始值
vector<T> v5 = {
    
    a,b,c....};//等于上一个
v.`vector(); //销毁所有元素，释放内存

2、$vector$容器内元素的访问

1、通过下标访问：

定义为$vector<T>v$ 的$vector$容器，可以使用 $v[0]、v[1]、v[2]...$这种方式来访问。当然，下标不能越界($v.size()-1$之内)。其等价于$\ast (v.begin())、(v.begin()+1)、(v.begin()+2)$。

2、通过迭代器来访问：

迭代器($iterator$)可以理解为一种类似指针的东西，其定义是：$vector<T>::iteratorit$;

这样就得到了迭代器$it$，并且可以通过 $\ast it$ 来访问$vector$里的元素。

访问方式：

#include "iostream"
using namespace std;
int main(){
    
    
	vector<int> v={
    
    1,2,3};
	for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
    
    
		cout << *it << " ";//输出1，2，3
	}
    return 0;
}

3、$vector$常用函数实例解析

1. $v.push\_back(elem)$：在尾部加入一个数据
2. $v.pop\_back()$：删除最后一个数据
3. $v.at(idx)$：返回索引$idx$所指向的数据，若$idx$越界，抛出$out\_of\_range$。
4. $v.back()$：传回最后一个数据，不检查这个数据是否存在
5. $v.front()$：传回第一个数据，不检查这个数据是否存在
6. $v.begin()$：传回迭代器中的第一个数据地址
7. $v.end()$：传回迭代器中的末端元素的下一个位置
8. $v.capacity()$：返回不进行空间重新分配下的元素最大容量
9. $v.size()$：返回容器中元素的个数
10. $v.clear()$：删除容器中的所有元素
11. $v.empty()$：判断容器是否为空
12. $v.shrink\_to\_fit()$：降低容量，以符合元素个数
13. $v.erase(pos)$：删除pos位置上的元素，返回下一个元素的位置
14. $v.erase(beg,end)$：删除$[beg,end)$区间上的元素，返回下一个元素的位置
15. $v.insert(pos,elem)$：在$pos$的位置上插入一个$ele$元素，返回新元素位置
16. $v.insert(pos,n,elem)$：在$pos$的位置上插入$n$个$elem$元素，返回第一个新元素地址
17. $v.insert(pos,beg,end)$：在$pos$的位置上插入$[beg,end)$区间上的元素，返回第一个新元素地址
18. $v.max\_size()$：返回容器中元素个数可能的最大容量
19. $v.rbegin()$：传回一个逆向队列的第一个数据
20. $v.rend()$：传回一个逆向队列的最后一个数据的下一个位置
21. $v.reserve(num)$：重新指定队列的长度
22. $v.swap(ve)$：将它们之间的元素互换
23. $v.assign(n,elem)$：赋值$n$个$elem$，赋值给$v$
24. $v.assign(beg,end)$：将区间$[beg,end)$内的所有元素赋值给$v$