C++ vector类型要点总结

短命女 2022-05-12 22:54 194阅读 0赞

# 概述 #

C++内置的数组支持容器的机制，但是它不支持容器抽象的语义。要解决此问题我们自己实现这样的类。在标准C++中，用容器向量（vector）实现。

**容器向量也是一个类模板。**vector是C++标准模板库中的部分内容，它是一个多功能的，能够操作多种数据结构和算法的模板类和函数库。vector之所以被认为是一个容器，是因为它能够像容器一样存放各种类型的对象，但是一个容器中的对象必须是同一种类型。简单地说，**vector是一个能够存放任意类型的动态数组，能够增加和压缩数据**。

vector是一个类模板，不是一种数据类型。可用来定义任意多种数据类型。vector类型的每一种都指定了其保存元素的类型。因此vector <int >等都是数据类型。

# vector对象初始化 #

vector类定义了好几种构造函数，用来定义和初始化vector对象。

初始化**vector**对象的方式

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> vector&lt;T&gt;v1; </td> 
 <td> vector保存类型为T的对象。默认构造函数v1为空。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> vector&lt;T&gt;v2(v1); </td> 
 <td> v2是v1的一个副本。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> vector&lt;T&gt;v3(n,i); </td> 
 <td> v3包含n个值为i的元素。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> vector&lt;T&gt;v4(n); </td> 
 <td> v4含有值初始化的元素的n个副本。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 创建确定个数的元素 ##

若要创建非空的vector对象，必须给出初始化元素的值。当把一个vector对象复制到另一个vector对象时，新复制的vector中每一个元素都初始化为原vector中相应元素的**副本**。但这两个vector对象必须保存同一种元素类型:

vector<int> ivec1; //*ivec1*holds objects of type*int*

vector<int> ivec2(ivec1); //ok: copy elements of*ivec1*into*ivec2*

vector<string> svec(ivec1); //error:*svec*holds*strings,*not*ints*

可以用元素个数和元素值对vector对象进行初始化。构造函数用元素个数来决定vector对象保存元素的个数，元素值指定每个元素的初始值：

vector<int> ivec4(10, -1); //*10*elements, each initialized to*-1*

vector<string> svec(10, "hi!"); **//*10*strings, each initialized to "hi!"**

## 值初始化 ##

如果没有给出元素的初始化式，那么标准库将提供一个值初始化的（valueinitialized）元素初始化式。这个由库生成的初始值用于初始化容器中的每个元素。而元素初始化式的值取决于存储在vector中元素的数据类型。

如果vector保存内置类型（如int类型）的元素，那么标准库将用0值创建元素初始化值：

vector<string> fvec(10); //*10*elements, each initialized to*0*

如果向量保存类类型（如string）的元素，标准库将用该类型的默认构造函数创建元素初始值：

vector<string> svec(10); //***10*elements, each an empty string**

# vector对象操作 #

**vector 基本**操作

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> v.empty() </td> 
 <td> 如果v为空，则返回true,否则返回false。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> v.size() </td> 
 <td> 返回v中元素的个数。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> v.push_back(t) </td> 
 <td> 在v的末尾增加一个值为t的元素。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> v[n] </td> 
 <td> 返回v中位置为n的元素。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> v1=v2 </td> 
 <td> 把v1的元素替换为v2中元素的副本。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> v1==v2 </td> 
 <td> 如果v1与v2相等，则返回true。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> !=, &lt;, &lt;=, &gt;, &gt;= </td> 
 <td> 保持这些操作符惯有的含义。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

## **vector**对象的**size** ##

empty和size操作类似于string类型的相关操作。成员函数size返回相应vector类定义的size\_type的值。

**使用size\_type类型时，必须指出该类型是在哪里定义的。vector类型*总是*包括vector的元素类型：**

**vector<int>::size\_type //ok**

**vector::size\_type //error**

##  ##

## 向**vector**添加元素 ##

push\_back()操作接受一个元素值，并将它作为一个新的元素添加到vector对象的后面，也就是“插入（push）”到vector对象的“后面(back)”：

// read words from the standard input and store them as elements in a vector
 string word;
 vector<string> text; // empty vector
 while (cin >> word) {
 text.push_back(word); // append word to text
 }

该循环从标准输入读取一系列string对象，逐一追加到vector对象的后面。首先定义一个空的vector对象text。每循环一次就添加一个新元素到vector对象，并将从输入读取的word值赋予该元素。当循环结束时，text就包含了所有读入的元素。

## **vector**的下标操作(更推荐用迭代器) ##

vector中的对象是没有命名的，可以按vector中对象的位置来访问它们。通常使用下标操作符来获取元素。vector的下标操作类似于string类型的下标操作(3.2.3节)。

vector的下标操作符接受一个值，并返回vector中该对应位置的元素。vector元素的位置从0开始。下例使用for循环把vector中的每个元素值都重置为0:

// reset the elements in the vector to zero
 for (vector<int>::size_type ix = 0; ix != ivec.size(); ++ix)
 ivec[ix] = 0;

和string类型的下标操作符一样，vector下标操作的结果为左值，因此可以像循环体中所做的那样实现写入。另外，和string对象的下标操作类似，这里用size\_type类型作为vector下标的类型。

在上例中，即使ivec为空，for循环也会正确执行。ivec为空则调用size返回0，并且for中的测试比较ix和0。第一次循环时，由于ix本身就是0，则条件测试失败，for循环体一次也不执行。

## **仅能对确知已存在的元素进行下标操作** ##

初学C\++的程序员可能会认为vector的下标操作可以添加元素，其实不然：

vector<int> ivec; // empty vector
 for (vector<int>::size_type ix = 0; ix != 10; ++ix)
 ivec[ix] = ix; // disaster: ivec has no elements

上述程序试图在ivec中插入10个新元素，元素值依次为0到9的整数。但是，这里ivec是空的vector对象，而且下标只能用于获取已存在的元素。

这个循环的正确写法应该是：

for (vector<int>::size_type ix = 0; ix != 10; ++ix)
 ivec.push_back(ix); // ok: adds new element with value ix

**必须是已存在的元素才能用下标操作符进行索引。通过下标操作进行赋值时，不会添加任何元素。**

对于下标操作符(\[\]操作符)的使用有一点非常重要，就是仅能提取确实已存在的元素，例如：

vector<int> ivec; // empty vector
 cout << ivec[0]; // Error: ivec has no elements!
 
 vector<int> ivec2(10); // vector with 10 elements
 cout << ivec[10]; // Error: ivec has elements 0...9

试图获取不存在的元素必然产生运行时错误。和大多数同类错误一样，不能确保执行过程可以捕捉到这类错误，运行程序的结果是不确定的。由于取不存在的元素的结果是未定义的，因而不同的实现会导致不同的结果，但程序运行时几乎肯定会以某种有趣的方式失败。

本警告适用于任何使用下标操作的时候，如string类型的下标操作，以及将要简要介绍的内置数组的下标操作。

不幸的是，试图对不存在的元素进行下标操作是程序设计过程中经常会犯的严重错误。所谓的“缓冲区溢出”错误就是对不存在的元素进行下标操作的结果。这样的缺陷往往导致PC机和其他应用中最常见的安全问题。

# 其他以及迭代器 #

① v.resize(2\*v.size)或v.resize(2\*v.size, 99) 将v的容量翻倍(并把新元素的值初始化为99)

②使用迭代器访问元素.

vector<int>::iterator it;
 for(it=vec.begin();it!=vec.end();it++)
 cout<<*it<<endl;

③

c.insert(pos,elem)　// 在pos位置插入一个elem拷贝，传回新数据位置。
    　c.insert(pos,n,elem) // 在pos位置插入n个elem数据。无返回值。
    　c.insert(pos,beg,end) // 在pos位置插入在[beg,end)区间的数据。无返回值。

vec.insert(vec.begin()+i,a); 在第i+1个元素前面插入a;  
④

c.erase(pos) 删除pos位置的数据，传回下一个数据的位置。

c.erase(beg,end) 删除\[beg,end)区间的数据，传回下一个数据的位置。

⑤

c.assign(beg,end) 将\[beg; end)区间中的数据赋值给c

c.assign(n,elem) 将n个elem的拷贝赋值给c。

⑥ c.at(idx) 传回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out\_of\_range。

⑦c.back() 传回最后一个数据，不检查这个数据是否存在。

⑧ c.begin()传回迭代器中的第一个数据

c.clear()移除容器中所有数据。

c.empty()判断容器是否为空。

c.end()指向迭代器中末端元素的下一个，指向一个不存在元素。

其他更多参见百科： [http://baike.baidu.com/link?url=L6vhhZKTvp6C62nPFPbYKnxbqXnRUTwt-2dV7e07ACU0CnFJ6kbyDbwQ-iPGqoY\_][http_baike.baidu.com_link_url_L6vhhZKTvp6C62nPFPbYKnxbqXnRUTwt-2dV7e07ACU0CnFJ6kbyDbwQ-iPGqoY]

# More：vector结构体 #

vector的元素不仅仅可以使int,double,string,还可以是结构体，但是要注意：结构体要定义为全局的，否则会出错。下面是一段简短的程序代码：

#include<stdio.h>
 #include<algorithm>
 #include<vector>
 #include<iostream>
 using namespace std;
 
 typedef struct rect
 {
 int id;
 int length;
 int width;
 
 　　//对于向量元素是结构体的，可在结构体内部定义比较函数，下面按照id,length,width升序排序。
 　　bool operator< (const rect &a) const
 {
 if(id!=a.id)
 return id<a.id;
 else
 {
 if(length!=a.length)
 return length<a.length;
 else
 return width<a.width;
 }
 }
 }Rect;
 
 int main()
 {
 vector<Rect> vec;
 Rect rect;
 rect.id=1;
 rect.length=2;
 rect.width=3;
 vec.push_back(rect);
 vector<Rect>::iterator it=vec.begin();
 cout<<(*it).id<<' '<<(*it).length<<' '<<(*it).width<<endl; 
 
 return 0;
 
 }

# 算法： #

\#include<algorithm>中的泛函算法 
搜索算法：find() 、search() 、count() 、find\_if() 、search\_if() 、count\_if() 
分类排序：sort() 、merge() 
删除算法：unique() 、remove() 
生成和变异：generate() 、fill() 、transformation() 、copy() 
关系算法：equal() 、min() 、max() 
sort(v1.begin(),vi.begin()+v1.size/2）; 对v1的前半段元素排序 
list<char>::iterator pMiddle =find(cList.begin(),cList.end(),'A');找到则返回被查内容第一次出现处指针，否则返回end()。 
vector< typeName >::size\_type x ; vector< typeName >类型的计数，可用于循环如同for(int i)

使用reverse将元素翻转

reverse(vec.begin(),vec.end());将元素翻转(在vector中，如果一个函数中需要两个迭代器，

一般后一个都不包含.)

使用sort排序

sort(vec.begin(),vec.end());(默认是按升序排列,即从小到大).

可以通过重写排序比较函数按照降序比较，如下：

定义排序比较函数：

bool Comp(const int &a,const int &b)
    {
        return a>b;
    }

调用时:sort(vec.begin(),vec.end(),Comp)，这样就降序排序。

/*
 vector 综合练习
 Written by C_SuooL_Hu
 2013 10 29 
 */ 
 
 #include <vector>
 #include <string>
 #include <iostream>
 #include <algorithm>
 
 using namespace std ;
 
 int main()
 {
 	// 四种初始化方式
 	vector<int> ivec_1;
 	vector<int> ivec_2(ivec_1);
 	vector<int> ivec_3(10, 0) ;
 vector<int> ivec(10);
 	// 定义迭代器变量
 	vector<int>::iterator iter;
 	// 定义下标变量
 	vector<int>::size_type ix ;
 
 	system("echo off");
 	system("color 3") ;
 // reset all the elements in ivec to 0
 	// 使用下标操作，重置为1
 for (ix = 0; ix != ivec.size(); ++ix)
 ivec[ix] = 1; 
 // print what we've got so far: should print 10 0's
 	cout << "使用下标赋值为1的vector<int>类型（同样用下标遍历输出）:"<< endl;
 for (ix = 0; ix != ivec.size(); ++ix)
 cout << ivec[ix] << " ";
 cout << endl;
 	// 使用迭代器的操作赋值，重置为0
 	for (iter = ivec.begin(); iter !=ivec.end(); ++iter )
 		*iter = 0;
 	// 遍历输出,使用迭代器
 	cout<<"使用迭代器赋值为0的vector<int>类型（同样用迭代器遍历输出）:" << endl;
 	for (iter = ivec.begin(); iter !=ivec.end(); ++iter )
 		cout<< *iter << ' ' ;
 	cout<< endl ;
 
 iter = ivec.begin();
 while (iter != ivec.end()) 
 	{
 *iter =2 ;
 ++iter;
 }
 	// 遍历输出,使用迭代器
 	cout<<"使用while循环的迭代器赋值为2的数列的vector<int>类型（同样用迭代器遍历输出）:" << endl;
 	for (iter = ivec.begin(); iter !=ivec.end(); ++iter )
 		cout<< *iter << ' ' ;
 	cout<< endl << endl ;
 
 	// 使用vector的成员函数操作vector<int>类型数据
 	// 添加元素
 	cout << "使用vector的成员函数操作vector<int>类型数据" << endl;
 	cout << "添加元素" << endl ;
 	cout << "使用迭代器，添加九个递增元素" << endl ;
 	for (ix = 0; ix != 10; ++ ix)
 		ivec.push_back(ix);
 	cout << "此时ivec共有" << ivec.size() << "个元素"<< endl;
 	// 遍历输出,使用迭代器
 	cout<<"使用下标增加元素为递增的的数列的vector<int>类型（同样用迭代器遍历输出）:" << endl;
 	for (iter = ivec.begin(); iter !=ivec.end(); ++iter )
 		cout<< *iter << ' ' ;
 	cout<< endl << endl;
 
 	// 插入元素
 	cout << "插入元素：在第二个位置插入一个43" << endl ;
 	ivec.insert(ivec.begin() + 1, 43); // 在2位置插入一个43拷贝，传回新数据位置。
 	// 遍历输出,使用迭代器
 	cout<<"使用迭代器遍历输出:" << endl;
 	for (iter = ivec.begin(); iter !=ivec.end(); ++iter )
 		cout<< *iter << ' ' ;
 	cout << "\n此时ivec共有" << ivec.size() << "个元素" ;
 	cout<< endl << endl ;
 
 	cout << "插入元素：在第一个位置插入三个13" << endl ;
 ivec.insert(ivec.begin(), 3 , 13); // 在1位置插入3个13数据。无返回值。
 	// 遍历输出,使用迭代器
 	cout<<"使用迭代器遍历输出:" << endl;
 	for (iter = ivec.begin(); iter !=ivec.end(); ++iter )
 		cout<< *iter << ' ' ;
 	cout << "\n此时ivec共有" << ivec.size() << "个元素";
 	cout<< endl << endl ;
 
 	cout << "插入元素：在第7个位置插入ivec的[1, 6) 之间的数据：" << endl ;
 	ivec.insert(ivec.begin()+6, ivec.begin(), ivec.begin()+5); // 在7位置插入在[10,19)区间的数据。无返回
 	// 遍历输出,使用迭代器
 	cout<<"使用迭代器遍历输出:" << endl;
 	for (iter = ivec.begin(); iter !=ivec.end(); ++iter )
 		cout<< *iter << ' ' ;
 	cout << "\n此时ivec共有" << ivec.size() << "个元素";
 	cout<< endl << endl ;
 
 	cout << "使用assign赋值ivec_1(将ivec的第[10，19）个元素赋值给他):" <<endl ;
 	ivec_1.assign(ivec.begin()+9, ivec.begin()+18);
 	cout<<"使用迭代器遍历输出:" << endl;
 	for (iter = ivec_1.begin(); iter !=ivec_1.end(); ++iter )
 		cout<< *iter << ' ' ;
 	cout << "\n此时ivec_1共有" << ivec_1.size() << "个元素";
 	cout << endl;
 
 	cout << "使用assign赋值ivec_2:" <<endl ;
 	ivec_2.assign(10,8) ;
 	cout<<"使用迭代器遍历输出:" << endl;
 	for (iter = ivec_2.begin(); iter !=ivec_2.end(); ++iter )
 		cout<< *iter << ' ' ;
 	cout << "\n此时ivec_2共有" << ivec_2.size() << "个元素";
 cout << endl;
 	// 元素排序
 /*
 	由于vc 6.0对模板库支持不够好，这里的排序函数无法通过编译，但是使用vs2010编译通过。
 	cout << "对ivec排序：" << endl;
 bool Comp(const int &a,const int &b)
 	{
 		return a>b;
 	}
 	sort (ivec.begin(), ivec.end,Comp);
 	cout<<"从大到小排序后，使用迭代器遍历输出:" << endl;
 	for (iter = ivec_2.begin(); iter !=ivec_2.end(); ++iter )
 		cout<< *iter << ' ' ;
 	*/
 
 	cout << "是否为空（0代表不是，1代表是）：" << ivec.empty() << endl;
 	ivec.clear() ;
 	cout << "清空元素" << endl;
 	cout << "是否为空：" << ivec.empty() << endl;
 	return 0;
 }

运行结果：

![SouthEast][]

[http_baike.baidu.com_link_url_L6vhhZKTvp6C62nPFPbYKnxbqXnRUTwt-2dV7e07ACU0CnFJ6kbyDbwQ-iPGqoY]: http://baike.baidu.com/link?url=L6vhhZKTvp6C62nPFPbYKnxbqXnRUTwt-2dV7e07ACU0CnFJ6kbyDbwQ-iPGqoY_
[SouthEast]: /images/20220513/4379a7dbe6a74409b1e3c8d2a91a5709.png