26STL之Vector

STL之Vector

1.簡介

　　vector是將元素置於一個動態數組中加以管理的容器。可以隨機存取元素（支持索引值直接存取，用[]操作符或at()方法，還支持迭代器方式存取）。
　　vector尾部添加或移除元素非常快速。但是在中部或頭部插入元素或移除元素比較費時

2.對象初始化

對象的默認構造

vector採用模板類實現，vector對象的默認構造形式
vector<T> vecT;

vector<int> vecInt;         //一個存放int的vector容器。
vector<float> vecFloat;         //一個存放float的vector容器。
vector<string> vecString;       //一個存放string的vector容器。
...                 //尖括號內還可以設置指針類型或自定義類型。
Class CA{};
vector<CA*> vecpCA;     //用於存放CA對象的指針的vector容器。
vector<CA> vecCA;       //用於存放CA對象的vector容器。

由於容器元素的存放是按值複製的方式進行的，所以此時CA必須提供CA的拷貝構造函數，以保證CA對象間拷貝正常。

對象的帶參數構造

• 理論知識

vector(beg,end);    //構造函數將[beg, end)區間中的元素拷貝給本身。注意該區間是左閉右開的區間。
vector(n,elem);   //構造函數將n個elem拷貝給本身。
vector(const vector &vec);  //拷貝構造函數

int  iArray[] = {0,1,2,3,4};
vector<int>  vecIntA( iArray,  iArray+5 );

vector<int> vecIntB (  vecIntA.begin() , vecIntA.end()  );   //用構造函數初始化容器vecIntB 
vector<int> vecIntB (  vecIntA.begin() , vecIntA.begin()+3  );  
vector<int> vecIntC(3,9); //此代碼運行後，容器vecIntB就存放3個元素，每個元素的值是9。

vector<int> vecIntD(vecIntA);

賦值操作

• 理論知識

vector.assign(beg,end);    //將[beg, end)區間中的數據拷貝賦值給本身。注意該區間是左閉右開的區間。
vector.assign(n,elem);  //將n個elem拷貝賦值給本身。
vector& operator=(const vector  &vec);  //重載等號操作符
vector.swap(vec);  // 將vec與本身的元素互換。

• 示例代碼

vector<int> vecIntA, vecIntB, vecIntC, vecIntD;
int  iArray[] = {0,1,2,3,4};
vecIntA.assign(iArray,iArray+5);

vecIntB.assign( vecIntA.begin(),  vecIntA.end() );    //用其它容器的迭代器作參數。

vecIntC.assign(3,9);
vector<int> vecIntD;
vecIntD = vecIntA;
vecIntA.swap(vecIntD);

3.容器大小

• 理論知識

vector.size();     //返回容器中元素的個數
vector.empty();    //判斷容器是否爲空
vector.resize(num);   //重新指定容器的長度爲num，若容器變長，則以默認值填充新位置。如果容器變短，則末尾超出容器長度的元素被刪除。
vector.resize(num, elem);  //重新指定容器的長度爲num，若容器變長，則以elem值填充新位置。如果容器變短，則末尾超出容器長度的元素被刪除。

• 示例代碼

例如 vecInt是vector<int> 聲明的容器，現已包含1,2,3元素。

int iSize = vecInt.size();      //iSize == 3;
bool bEmpty = vecInt.empty();   // bEmpty == false;
執行vecInt.resize(5);  //此時裏面包含1,2,3,0,0元素。
再執行vecInt.resize(8,3);  //此時裏面包含1,2,3,0,0,3,3,3元素。
再執行vecInt.resize(2);  //此時裏面包含1,2元素。

4.尾部添加和移除

vector<int> vecInt;
vecInt.push_back(1);  //在容器尾部加入一個元素
vecInt.push_back(3);  
vecInt.push_back(5);  
vecInt.push_back(7); 
vecInt.push_back(9); 
vecInt.pop_back();    //移除容器中最後一個元素
vecInt.pop_back();
//{5 ,7 ,9}  

5.數據存取

• 理論知識

vec.at(idx);    //返回索引idx所指的數據，如果idx越界，拋出out_of_range異常。
vec[idx];   //返回索引idx所指的數據，越界時，運行直接報錯

示例代碼

vector<int> vecInt;    //假設包含1 ,3 ,5 ,7 ,9
vecInt.at(2) == vecInt[2]   ;       //5
vecInt.at(2) = 8;  或  vecInt[2] = 8;
vecInt 就包含 1, 3, 8, 7, 9值

int iF = vector.front();    //iF==1
int iB = vector.back(); //iB==9
vector.front() = 11;    //vecInt包含{11,3,8,7,9}
vector.back() = 19; //vecInt包含{11,3,8,7,19}

6.迭代器

6.1基本原理

• 迭代器是一個“可遍歷STL容器內全部或部分元素”的對象。
• 迭代器指出容器中的一個特定位置。
• 迭代器就如同一個指針。
• 迭代器提供對一個容器中的對象的訪問方法，並且可以定義容器中對象的範圍。
• 這裏大概介紹一下迭代器的類別。

輸入迭代器：也有叫法稱之爲“只讀迭代器”，它從容器中讀取元素，只能一次讀入一個元素向前移動，只支持一遍算法，同一個輸入迭代器不能兩遍遍歷一個序列。

輸出迭代器：也有叫法稱之爲“只寫迭代器”，它往容器中寫入元素，只能一次寫入一個元素向前移動，只支持一遍算法，同一個輸出迭代器不能兩遍遍歷一個序列。

正向迭代器：組合輸入迭代器和輸出迭代器的功能，還可以多次解析一個迭代器指定的位置，可以對一個值進行多次讀/寫。

雙向迭代器：組合正向迭代器的功能，還可以通過–操作符向後移動位置。

隨機訪問迭代器：組合雙向迭代器的功能，還可以向前向後跳過任意個位置，可以直接訪問容器中任何位置的元素。

6.2雙向迭代器

支持的操作：

it++, ++it, it–, –it，*it， itA = itB，
itA == itB，itA != itB

其中list,set,multiset,map,multimap支持雙向迭代器。

6.3隨機訪問迭代器

在雙向迭代器的操作基礎上添加:
it+=i， it-=i， it+i(或it=it+i)，it[i],
itA<itB, itA<=itB, itA>itB, itA>=itB 的功能。

其中vector，deque支持隨機訪問迭代器。

6.4與vector的配合使用

vector<int>  vecInt; //假設包含1,3,5,7,9元素
vector<int>::iterator it;       //聲明容器vector<int>的迭代器。
it = vecInt.begin();    // *it == 1
++it;               //或者it++;  *it == 3  ，前++的效率比後++的效率高，前++返回引用，後++返回值。
it += 2;        //*it == 7
it = it+1;      //*it == 9
++it;               // it == vecInt.end();  此時不能再執行*it,會出錯!

正向遍歷：

for(vector<int>::iterator it=vecInt.begin(); it!=vecInt.end(); ++it)
{
      int iItem = *it; 
      cout << iItem;    //或直接使用  cout << *it;
}

這樣子便打印出1 3 5 7 9

逆向遍歷

for(vector<int>::reverse_iterator rit=vecInt.rbegin(); rit!=vecInt.rend(); ++rit)    //注意，小括號內仍是++rit
{
        int iItem  = *rit;
      cout << iItem;    //或直接使用cout << *rit;
}

此時將打印出9,7,5,3,1

注意，這裏迭代器的聲明採用vector::reverse_iterator，而非vector::iterator。

迭代器還有其它兩種聲明方法：

vector<int>::const_iterator與vector<int>::const_reverse_iterator

以上兩種分別是vector::iterator與vector::reverse_iterator 的只讀形式，使用這兩種迭代器時，不會修改到容器中的值。

備註：不過容器中的insert和erase方法僅接受這四種類型中的iterator，其它三種不支持。《Effective STL》建議我們儘量使用iterator取代const_iterator、reverse_iterator和const_reverse_iterator。

7.插入

理論知識

vector.insert(pos,elem); //在pos位置插入一個elem元素的拷貝，返回新數據的位置。
vector.insert(pos,n,elem);   //在pos位置插入n個elem數據，無返回值。
vector.insert(pos,beg,end);   //在pos位置插入[beg,end)區間的數據，無返回值 

簡單案例

vector<int> vecA;
vector<int> vecB;

vecA.push_back(1);
vecA.push_back(3);
vecA.push_back(5);
vecA.push_back(7);
vecA.push_back(9);

vecB.push_back(2);
vecB.push_back(4);
vecB.push_back(6);
vecB.push_back(8);

vecA.insert(vecA.begin(), 11);      //{11, 1, 3, 5, 7, 9}
vecA.insert(vecA.begin()+1,2,33);       //{11,33,33,1,3,5,7,9}
vecA.insert(vecA.begin() , vecB.begin() , vecB.end() ); //{2,4,6,8,11,33,33,1,3,5,7,9}

8.刪除

理論知識

vector.clear(); //移除容器的所有數據
vec.erase(beg,end);  //刪除[beg,end)區間的數據，返回下一個數據的位置。
vec.erase(pos);    //刪除pos位置的數據，返回下一個數據的位置。

刪除區間內的元素:

vecInt是用vector聲明的容器，現已包含按順序的1,3,5,6,9元素。

vector<int>::iterator itBegin=vecInt.begin()+1;
vector<int>::iterator itEnd=vecInt.begin()+2;
vecInt.erase(itBegin,itEnd);
//此時容器vecInt包含按順序的1,6,9三個元素。

假設 vecInt 包含1,3,2,3,3,3,4,3,5,3，刪除容器中等於3的元素

for(vector<int>::iterator it=vecInt.being(); it!=vecInt.end(); )    //小括號裏不需寫  ++it
{
   if(*it == 3)
   {
        it  =  vecInt.erase(it);       //以迭代器爲參數，刪除元素3，並把數據刪除後的下一個元素位置返回給迭代器。
         //此時，不執行  ++it；  
   }
   else
   {
       ++it;
   }
}

9.相關示例代碼：

元素的插入和刪除

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>

using namespace std;

void play()
{
    vector<int> v1;

    cout << "length:" << v1.size() << endl;

    v1.push_back(1);
    v1.push_back(3);
    v1.push_back(5);

    cout << "length:" << v1.size() << endl;

    cout << "頭部元素：" << v1.front() << endl;
    cout << "尾部元素：" << v1.back() << endl;

    v1.front() = 11;
    v1.back() = 55;

    cout << "頭部元素：" << v1.front() << endl;
    cout << "尾部元素：" << v1.back() << endl;

    while (v1.size() > 0)
    {
        cout << "尾部元素：" << v1.back() << endl;
        v1.pop_back();
    }
}

int main()
{ 

    play();
    system("pause");
    return 1;
}

vector對象的初始化

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>

using namespace std;

void printVector(vector<int> &obj);

void play()
{
    vector<int> v1;

    v1.push_back(1);
    v1.push_back(3);
    v1.push_back(5);

    vector<int> v2 = v1;
    vector<int> v3(v1.begin(),v1.begin()+2);//左閉右開的區間

    printVector(v1);
    printVector(v2);
    printVector(v3);

}

void printVector(vector<int> &obj)
{
    for (int i = 0; i < obj.size(); i++)
    {
        cout << obj[i] << "\t";
    }
    cout << endl;
}
int main()
{ 

    play();
    system("pause");
    return 1;
}

vector容器的遍歷

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>

using namespace std;

void printVector(vector<int> &obj);

void play()
{
    vector<int> v1(10);//要提前分配內存
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1[i] = i + 1;
    }

    printVector(v1);
}
//18230854738馬場中通快遞

void printVector(vector<int> &obj)
{
    for (int i = 0; i < obj.size(); i++)
    {
        cout << obj[i] << "\t";
    }
    cout << endl;
}
int main()
{ 
    play();
    system("pause");
    return 1;
}

push_back的強化記憶

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>

using namespace std;

void printVector(vector<int> &obj);

void play()
{
    vector<int> v1(10);//要提前分配內存
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(100);
    cout << "size:" << v1.size() << endl;
    printVector(v1);
}
//18230854738馬場中通快遞

void printVector(vector<int> &obj)
{
    for (int i = 0; i < obj.size(); i++)
    {
        cout << obj[i] << "\t";
    }
    cout << endl;
}
int main()
{ 
    play();
    system("pause");
    return 1;
}

關於迭代器

1迭代器 end()的理解

   1    3   5
   ▲    
              ▲

當 it == v1.end()的時候 說明這個容器已經遍歷完畢了，end()的位置 應該是 5的後面

2 迭代器的種類

/*
typedef iterator pointer;
typedef const_iterator const_pointer;
typedef _STD reverse_iterator<iterator> reverse_iterator;
typedef _STD reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;
*/

vector<int> v1(10);   
    for (int i=0; i<10; i++)
    {
        v1[i] = i + 1;
    }

    //正向遍歷
    for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it ++ )
    {
        cout << *it << " ";
    }

    //逆序遍歷
    for (vector<int>::reverse_iterator rit = v1.rbegin(); rit!=v1.rend(); rit++ )
    {
        cout << *rit << " ";
    }

刪除和插入

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>

using namespace std;

void printVector(vector<int> &obj);

void play()
{
    vector<int> v1(10);//要提前分配內存

    for (int i = 0; i < v1.size();i++)
    {
        v1[i] = i + 1;
    }
    cout << "size:" << v1.size() << endl;
    printVector(v1);


    v1.erase(v1.begin(),v1.begin()+2);
    cout << "v1.erase(v1.begin(),v1.begin()+2)：\n";
    printVector(v1);

    //根據元素的位置 指定位置刪除
    v1.erase(v1.begin());
    cout << "v1.erase(v1.begin()):\n";
    printVector(v1);

    v1[1] = 2;
    v1[2] = 2;
    cout << "v1[1] = 2;v1[2] = 2; :\n";
    printVector(v1);

    for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end();)
    {
        if (*it == 2)
        {
            it = v1.erase(it);
        }
        else{
            it++;
        }
    }
    cout << "刪除等於2的元素：\n";
    printVector(v1);


    v1.insert(v1.begin(), 100);
    v1.insert(v1.end(), 200);
    cout << "insert以後的結果：\n";
    printVector(v1);

}

void printVector(vector<int> &obj)
{
    for (int i = 0; i < obj.size(); i++)
    {
        cout << obj[i] << "\t";
    }
    cout << endl;
}
int main()
{ 
    play();
    system("pause");
    return 1;
}