STL学习笔记（4）常用容器 vector
STL学习笔记（4）常用容器 vector
vector 容器基本概念
vector 的数据安排以及操作方式，与 array 非常相似，两者的唯一差别在于空间的运用的灵活性。Array 是静态空间， 一旦配置了就不能改变，要换大一点或者小一点的空间，可以，一切琐碎得由自己来，首先配置一块新的空间， 然后将旧空间的数据搬往新空间，再释放原来的空间。Vector 是动态空间，随着元素的加入，它的内部机制会自 动扩充空间以容纳新元素。因此 vector 的运用对于内存的合理利用与运用的灵活性有很大的帮助，我们再也不必 害怕空间不足而一开始就要求一个大块头的 array 了。
Vector 的实现技术，关键在于其对大小的控制以及重新配置时的数据移动效率，一旦 vector 旧空间满了，如果客 户每新增一个元素，vector 内部只是扩充一个元素的空间，实为不智，因为所谓的扩充空间(不论多大)，一如刚所 说，是”配置新空间-数据移动-释放旧空间”的大工程,时间成本很高，应该加入某种未雨绸缪的考虑，稍后我们便可 以看到 vector 的空间配置策略。
vector 迭代器
Vector 维护一个线性空间，所以不论元素的型别如何，普通指针都可以作为 vector 的迭代器，因为 vector 迭代器所需要的操作行为，如 operaroe, operator->, operator++, operator–, operator+, operator-, operator+=, operator-=, 普通指针天生具备。Vector 支持随机存取，而普通指针正有着这样的能力。所以 vector 提供的是随机访问迭代器(Random Access Iterators). 根据上述描述，如果我们写如下的代码：
Vector::iterator it1;
Vector::iterator it2; it1 的型别其实就是 Int, it2 的型别其实就是 Teacher*.
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10;i ++)
{
v.push_back(i);
cout << v.capacity() << endl; // v.capacity()容器的容量
}
system("pause");
return EXIT_SUCCESS;
}vector 的数据结构
Vector 所采用的数据结构非常简单，线性连续空间，它以两个迭代器 Myfirst 和 Mylast 分别指向配置得来的连续空间中目前已被使用的范围，并以迭代器_Myend 指向整块连续内存空间的尾端。
为了降低空间配置时的速度成本，vector 实际配置的大小可能比客户端需求大一些，以备将来可能的扩充，这边是 容量的概念。换句话说，一个 vector 的容量永远大于或等于其大小，一旦容量等于大小，便是满载，下次再有新增元素，整个vector容器就得另觅居所。
注意：所谓动态增加大小，并不是在原空间之后续接新空间（因为无法保证原空间之后尚有可配置的空间），而是一块更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，并释放原空间。因此，对 vector 的任何操作，一旦引起空间的重新配 置，指向原 vector 的所有迭代器就都失效了。这是程序员容易犯的一个错误，务必小心。
vector 常用操作
1. vector 构造函数
vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
vector(v.begin(), v.end());//将 v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
vector(n, elem);//构造函数将 n 个 elem 拷贝给本身。
vector(const vector &vec);//拷贝构造函数。
//例子 使用第二个构造函数 我们可以...
int arr[] = {2,3,4,1,9};
vector<int> v1(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(int)); 2. vector 常用赋值操作
assign(beg, end);//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem);//将 n 个 elem 拷贝赋值给本身。
vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符
swap(vec);// 将 vec 与本身的元素互换。3. vector 大小操作
size();//返回容器中元素的个数
empty();//判断容器是否为空
resize(int num);//重新指定容器的长度为 num，若容器变长，则以默认值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
resize(int num, elem);//重新指定容器的长度为 num，若容器变长，则以 elem 值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长>度的元素被删除。
capacity();//容器的容量
reserve(int len);//容器预留 len 个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。4. vector 数据存取操作
at(int idx); //返回索引 idx 所指的数据，如果 idx 越界，抛出 out_of_range 异常。
operator[];//返回索引 idx 所指的数据，越界时，运行直接报错
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 5. vector 插入和删除操作
insert(const_iterator pos, int count, ele);//迭代器指向位置 pos 插入 count 个元素 ele.
push_back(ele); //尾部插入元素 ele
pop_back();//删除最后一个元素
erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从 start 到 end 之间的元素
erase(const_iterator pos);//删除迭代器指向的元素
clear();//删除容器中所有元素 小案例：巧用 swap 收缩内存空间
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 100000;i ++)
{
v.push_back(i);
}
cout << "capacity:" << v.capacity() << endl;
cout << "size:" << v.size() << endl;
//此时 通过 resize 改变容器大小
v.resize(10);
cout << "capacity:" << v.capacity() << endl;
cout << "size:" << v.size() << endl;
//容量没有改变
vector<int>(v).swap(v);
cout << "capacity:" << v.capacity() << endl;
cout << "size:" << v.size() << endl;
system("pause");
return EXIT_SUCCESS;
}小案例：reserve 预留空间
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> v;
//预先开辟空间
v.reserve(100000);
int* pStart = NULL;
int count = 0;
for (int i = 0; i < 100000;i ++)
{
v.push_back(i);
if (pStart != &v[0])
{
pStart = &v[0];
count++;
}
}
cout << "count:" << count << endl;
system("pause");
return EXIT_SUCCESS;
}