【C++】STL中vector容器的详细功能

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前言

在上期的简单使用之后，我们并未介绍完vector中提供的所有的方法，下面即将揭开vector的神秘面纱。

（一） vector基本概念

vector是一种数据结构，与数组类似，也称单端数组，熟知的push_back()、pop_back()都是在元素的尾部进行插入和删除；

数组和vector的区别：

vector相对于数组可以动态扩容
vector相对于数组有一系列的函数操作

vector的逻辑图：
在这里插入图片描述
注：

vc.front()和vc.back()是int类型，指的是vector容器中首尾元素本身
vc.begin()、vc.end()、vc.rbegin()、vc.rend()都是vector*的地址，对应的就是元素的地址，可以给迭代器赋值；

（二）vector函数的使用

（1）vector的构造函数

vector<T> 变量名; 无参构造
vector(const vector& vc) 拷贝构造
vector(vc.begin(), vc.end()); 将[vc.begin(),vc.end())的所有元素拷贝给新构造的容器
vector(n, elem); n代表个数，elem是初始化的值

（2）vector的赋值操作

vector& operator=(const vector &src);赋值运算符的重载
assign(beg, end); [beg, end)的元素拷贝给新容器
assign(n, elem); n个elem的赋值

（3）vector的容量和大小

empty(); 判断容器是否为空
capacity(); 返回容器的容量
size(); 返回容器中的元素个数
resize(int num); 重新改变容器的元素个数，个数变多num>size()，使用默认值0填充新位置;若变短num<size() ,超出长度的元素被删除，但是容量不会变
resize(int num, elem);同上，只不过超出num>size()的情况使用elem进行填充

（4）vector的插入删除操作

push_back(elem);尾插
pop_back();尾删
insert(const_iterator pos, elem);迭代器指向的pos位置,插入元素elem
insert(const_iterator pos, int count, elem);迭代器指向的pos位置插入count 个elem
erase(const_iterator pos);删除迭代器指向位置的元素
erase(const_iterator start, const_iterator end);删除迭代器指向start~end位置的元素
clear()清空容器

（5）vector的数据存取

at(int index) 返回索引 index所值的数据
operator[] 返回索引 index 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

（6）vector的互换容器

vc2.swap(vc1);

功能：
实现两个vector容器之间数据的交换（不仅是容器中的每一个元素，还包括容器的长度、容量）
实际功能：收缩内存空间
假设vc.capacity()容器的容量非常大，但只存储了很少的元素，那如果一直使用vc的话是不是很吃内存空间呢

所以，我们的思路就是定义一个新容器，拥有较小的容量，并且能够存储vc的中的元素，然后丢弃原来的vc容器就好了。

这里我们使用了匿名对象：

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

这句代码的意思就是使用vc拷贝构造一个匿名对象来与vc容器进行元素数据交换。匿名对象容器保存着vc原有的大容量，但是这句执行完毕后匿名对象就会被析构，被系统释放。而对于vc来说，保存着匿名对象的长度和容量；

注：
swap先交换容器中的每一个元素，再交换容器的长度，容量大小；由于容器的元素的增加都可能导致动态扩容，只有元素交换完成，才能确定当前容器的长度和容量大小

（7）vector预留空间

功能：
减少vector在动态扩容的次数
reserve函数:容器预留len个元素长度，（预留空间已开辟但未初始化，不可访问）
reserve(int len);
使用情景
在出入数据之前已知数据量的个数，可以使用预留空间，减少扩容次数，提高效率。
代码示例：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;
int main()
{
    
    
	vector<int> vc;
	int *p = NULL;
	int count = 0;	//扩容次数
	for(int i = 0; i < 2000; i++)
	{
    
    
		vc.push_back(i);
		if(p != &vc[0])
		{
    
    
			p = &vc[0];
			count++;
		}
	}
	cout << count <<endl;
	return 0; 
}

结果：可见2000个数据的插入扩容了20次
在这里插入图片描述

使用vc.reserve()来优化吧

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;
int main()
{
    
    
	vector<int> vc;
	vc.reserve(2000);
	int* p = NULL;
	int count = 0;	//扩容次数
	for (int i = 0; i < 2000; i++)
	{
    
    
		vc.push_back(i);
		if (p != &vc[0])
		{
    
    
			p = &vc[0];
			count++;
		}
	}
	cout << count << endl;
	return 0;
}

优化结果：
在这里插入图片描述

（三）下期内容

C++下一期：STL中vector容器的仿写