C++之STL整理（2）之vector用法（創(chuàng)建、賦值、方法）整理

注：整理一些突然學(xué)到的C++知識，隨時(shí)mark一下
例如：忘記的關(guān)鍵字用法，新關(guān)鍵字，新數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

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提示：本文為 C++ 中 vector構(gòu)造、賦值、接口 的寫法和舉例

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一、vector的初始化

??根據(jù)vector的以下封裝好的構(gòu)造函數(shù)，現(xiàn)在示例每種構(gòu)造方式的創(chuàng)建：

vector構(gòu)造函數(shù)：vector<T> v; //默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
vector(v.begin(), v.end());//將v[begin(), end())區(qū)間中的元素copy給對象。
vector(n, elem);//構(gòu)造函數(shù)將n個(gè)elem賦給對象。
vector(n);//構(gòu)造函數(shù)將n個(gè)0或空賦值給對象。
vector(const vector &vec);//拷貝構(gòu)造函數(shù)。

1、默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)

創(chuàng)建一個(gè)空的vector。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v; // 創(chuàng)建一個(gè)空的vector  std::cout << "Size of vector v: " << v.size() << std::endl; // 輸出：Size of vector v: 0  return 0;  
}

2、拷貝構(gòu)造函數(shù)copy區(qū)間

假設(shè)有一個(gè)已存在的vector，我們想要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的vector并拷貝其中一部分元素。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};  std::vector<int> v2(v.begin(), v.begin() + 3); // 拷貝前3個(gè)元素  for (int num : v2) {  std::cout << num << " "; // 輸出：1 2 3  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

3、指定數(shù)量和元素值的構(gòu)造函數(shù)

創(chuàng)建一個(gè)包含特定數(shù)量且所有元素都具有相同值的vector。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v(5, 10); // 創(chuàng)建一個(gè)包含5個(gè)10的vector  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：10 10 10 10 10  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

4、指定數(shù)量的構(gòu)造函數(shù)

創(chuàng)建一個(gè)包含特定數(shù)量的vector，所有元素默認(rèn)初始化為該類型的默認(rèn)值（對于基本類型如int，默認(rèn)值為0）。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v(5); // 創(chuàng)建一個(gè)包含5個(gè)0的vector  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：0 0 0 0 0  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

5、拷貝構(gòu)造函數(shù)

從另一個(gè)已存在的vector創(chuàng)建一個(gè)新的vector，作為它的拷貝。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};  std::vector<int> v2(v); // 使用拷貝構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建v2，它是v的拷貝  for (int num : v2) {  std::cout << num << " "; // 輸出：1 2 3 4 5  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

二、vector的初始化-賦值

vector常用賦值方式：
assign(beg, end);//將[beg, end)區(qū)間中的數(shù)據(jù)拷貝賦值。
assign(n, elem);//將n個(gè)elem拷貝賦值。
vector& operator=(const vector  &vec);//重載=
Vector<T> = {,,,};//直接賦值一個(gè)數(shù)組
Vector<T>  {,,,};
swap(vec);// 與vec的元素互換。

1、.assign(beg, end) 賦值操作

使用區(qū)間迭代器將另一個(gè)容器或數(shù)組中的數(shù)據(jù)拷貝到vector中。

#include <iostream>  
#include <vector>  
#include <algorithm> // for std::next  int main() {  std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};  int arr[] = {6, 7, 8, 9, 10};  v.assign(std::begin(arr), std::end(arr)); // 賦值arr數(shù)組到v  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：6 7 8 9 10  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

2、.assign(n, elem) 賦值操作

將n個(gè)值為elem的元素拷貝到vector中。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v;  v.assign(5, 10); // 賦值5個(gè)10到v  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：10 10 10 10 10  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

3、重載等號操作符 operator=

使用重載的等號操作符將一個(gè)vector的內(nèi)容賦給另一個(gè)vector。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v1 = {1, 2, 3, 4, 5};  std::vector<int> v2;  v2 = v1; // 使用重載的等號操作符賦值v1到v2  for (int num : v2) {  std::cout << num << " "; // 輸出：1 2 3 4 5  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

4、直接列表初始化 Vector<T> {,};

在創(chuàng)建vector對象時(shí)，直接使用列表初始化語法。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {21, 22, 23, 24, 25}; // 直接列表初始化  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：21 22 23 24 25  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

5、swap 函數(shù)

使用std::swap或vector的成員函數(shù)swap來交換兩個(gè)vector的內(nèi)容。

#include <iostream>  
#include <vector>  
#include <algorithm> // for std::swap  int main() {  std::vector<int> v1 = {1, 2, 3};  std::vector<int> v2 = {4, 5, 6};  std::swap(v1, v2); // 使用std::swap交換v1和v2的內(nèi)容  // 輸出交換后的v1  for (int num : v1) {  std::cout << num << " "; }std::cout << std::endl;  return 0;
}

三、數(shù)據(jù)得增刪查改

vector數(shù)據(jù)存取操作，主要有at()、front()、back()接口和括號[]取得方法。
vector插入和刪除操作，主要有insert、erase、clear、pushback、popback接口。

1、at(int id)接口

at成員函數(shù)用于通過索引訪問元素，并且在索引越界時(shí)會(huì)拋出std::out_of_range異常。

#include <iostream>  
#include <vector>  
#include <stdexcept> // for std::out_of_range  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40, 50};  try {  std::cout << v.at(2) << std::endl; // 輸出：30  std::cout << v.at(10) << std::endl; // 拋出std::out_of_range異常  } catch (const std::out_of_range& e) {  std::cerr << "Index out of range: " << e.what() << std::endl;  }  return 0;  
}

2、front()接口

front成員函數(shù)返回容器中第一個(gè)元素的引用。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40, 50};  std::cout << v.front() << std::endl; // 輸出：10  return 0;  
}

3、back()接口

back成員函數(shù)返回容器中最后一個(gè)元素的引用。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40, 50};  std::cout << v.back() << std::endl; // 輸出：50  return 0;  
}

4、[id]直接取

operator[]通過索引直接訪問元素，如果越界，行為是未定義的（通常會(huì)導(dǎo)致程序崩潰）。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40, 50};  std::cout << v[2] << std::endl; // 輸出：30  // std::cout << v[10] << std::endl; // 未定義行為，通常會(huì)導(dǎo)致程序崩潰  return 0;  
}

5、插入函數(shù)

insert(const_iterator pos, int count, ele)在迭代器pos指向的位置插入count個(gè)值為ele的元素。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 40, 50};  v.insert(v.begin() + 1, 2, 30); // 在索引1的位置插入2個(gè)30  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：10 30 30 20 40 50  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

6、尾部添加 push_back(ele)

在容器的尾部插入一個(gè)元素ele。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30};  v.push_back(40); // 在尾部插入40  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：10 20 30 40  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

7、尾部刪去 pop_back()

刪去容器的最后一個(gè)元素。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40};v.pop_back(); // 刪除最后一個(gè)元素40  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：10 20 30  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

8、刪區(qū)間

erase(const_iterator start, const_iterator end)刪去從迭代器start到end（不包括end）之間的所有元素。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40, 50};  v.erase(v.begin() + 1, v.begin() + 3); // 刪除索引1到2之間的元素（即20和30）  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：10 40 50  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

9、刪指定位置

erase(const_iterator pos)刪除迭代器pos指向的元素。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40, 50};  v.erase(v.begin() + 2); // 刪除索引2的元素（即30）  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：10 20 40 50  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

10、清空

clear()刪掉容器中的所有元素。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40, 50};  v.clear(); // 刪除所有元素  if (v.empty()) {  std::cout << "Vector is empty." << std::endl; // 輸出：Vector is empty.  }  return 0;  
}

這些操作提供了對vector容器內(nèi)容的靈活操作，可以輕松地插入和刪除元素，以滿足程序的需要。使用迭代器（或索引）時(shí)，請確保它們指向有效的容器位置，以避免未定義行為或異常。

四、其他接口

1、size()成員函數(shù)

返回容器中的元素個(gè)數(shù)。這個(gè)數(shù)量等于當(dāng)前vector實(shí)際包含的元素?cái)?shù)。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40, 50};  std::cout << "Size of vector: " << v.size() << std::endl; // 輸出：Size of vector: 5  return 0;  
}

2、empty()

empty成員函數(shù)檢查容器是否為空。如果容器中沒有元素，它返回true；否則返回false。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v;  if (v.empty()) {  std::cout << "Vector is empty." << std::endl; // 輸出：Vector is empty.  } else {  std::cout << "Vector is not empty." << std::endl;  }  return 0;  
}

3、resize(int num)

resize成員函數(shù)用于改變?nèi)萜鞯拇笮?。如果新的大小num大于當(dāng)前大小，則容器會(huì)增長，新添加的元素會(huì)被初始化為默認(rèn)值（對于內(nèi)置類型，通常是0）。如果num小于當(dāng)前大小，則末尾超出的元素會(huì)被刪除。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30};  v.resize(5); // 容器增長，新元素初始化為0  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：10 20 30 0 0  }  std::cout << std::endl;  v.resize(2); // 容器縮短，超出的元素被刪除  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：10 20  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

resize(int num, elem) 是resize的另一種重載形式。它允許你為新的元素指定一個(gè)初始值elem。如果容器增長，新添加的元素會(huì)被初始化為elem。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30};  v.resize(5, 42); // 容器增長，新元素初始化為42  for (int num : v) {  std::cout << num << " "; // 輸出：10 20 30 42 42  }  std::cout << std::endl;  return 0;  
}

4、capacity()

capacity成員函數(shù)返回容器當(dāng)前分配的存儲(chǔ)空間大小。這通常大于或等于size返回的值，因?yàn)関ector為了效率可能會(huì)預(yù)留一些額外的空間。

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v = {10, 20, 30};  std::cout << "Size: " << v.size() << ", Capacity: " << v.capacity() << std::endl;  // 輸出可能類似于：Size: 3, Capacity: 3 或 Size: 3, Capacity: 4（取決于實(shí)現(xiàn)）  return 0;  
}

5、reserve(int len)

reserve成員函數(shù)用于預(yù)分配容器的存儲(chǔ)空間。它并不改變?nèi)萜鞯拇笮?#xff08;即size的值不變），但會(huì)增加容器的capacity。預(yù)分配空間可以提高插入元素的效率，因?yàn)楫?dāng)容器需要增長時(shí)，它可能不需要重新分配整個(gè)存儲(chǔ)空間。reserve成員函數(shù)用于預(yù)分配容器的存儲(chǔ)空間，它可以幫助提高插入元素的效率，因?yàn)楫?dāng)容器需要增長時(shí)，如果已經(jīng)有足夠的預(yù)留空間，它就可以避免重新分配整個(gè)存儲(chǔ)空間。

這里是一個(gè)更詳細(xì)的例子，展示了如何使用reserve來預(yù)分配vector的存儲(chǔ)空間：

#include <iostream>  
#include <vector>  int main() {  std::vector<int> v;  // 初始時(shí)，size和capacity都是0  std::cout << "Initial size: " << v.size() << ", Initial capacity: " << v.capacity() << std::endl;  // 使用reserve預(yù)分配至少10個(gè)元素的存儲(chǔ)空間  v.reserve(10);  // size仍然是0，因?yàn)槲覀儧]有添加任何元素  // 但capacity至少為10  std::cout << "After reserve, size: " << v.size() << ", Capacity: " << v.capacity() << std::endl;  // 添加元素，直到達(dá)到或超過預(yù)留的capacity  for (int i = 0; i < 15; ++i) {  v.push_back(i);  }  // size現(xiàn)在是15，因?yàn)槲覀兲砑恿?5個(gè)元素  // capacity可能已經(jīng)增長，以容納更多的元素  std::cout << "After adding elements, size: " << v.size() << ", Capacity: " << v.capacity() << std::endl;  return 0;  
}

輸出可能類似于：

Initial size: 0, Initial capacity: 0  
After reserve, size: 0, Capacity: 10  
After adding elements, size: 15, Capacity: 20 (或更大，取決于實(shí)現(xiàn))

capacity的確切值可能因不同的vector實(shí)現(xiàn)而異。在上面的例子中，當(dāng)添加超過預(yù)留capacity的元素時(shí)，vector可能會(huì)再次分配內(nèi)存，并可能增加其capacity。這樣做是為了避免在每次添加元素時(shí)都重新分配內(nèi)存，從而提高性能。在實(shí)踐中，如果你知道將要向vector中添加大量元素，使用reserve來預(yù)分配足夠的空間通常是一個(gè)好習(xí)慣，因?yàn)檫@可以避免不必要的內(nèi)存分配和元素復(fù)制。

總結(jié)