STL之Vector方法介绍（二）

￡神魔★判官ぃ 2022-08-06 11:19 259阅读 0赞

如何拼接两个vector

在C++中很多功能不像Python中那么方便，比如说要拼接两个vector，在C++中就需要自己实现。但是vector有一个非常好的函数可以简便的实现该功能，那就是insert函数。

#include <iostream>
 #include <vector>
 
 using namespace std;
 
 vector<int> combine(vector<int> &a, vector<int> &b)
 {
 vector<int> ta = a;
 vector<int> tb = b;
 tb.insert(tb.begin(), ta.begin(), ta.end());
 return tb;
 }
 
 int main()
 {
 vector<int> a;
 vector<int> b;
 
 a.push_back(1);
 a.push_back(2);
 
 b.push_back(3);
 b.push_back(4);
 
 vector<int> ans = combine(a, b);
 for(vector<int>::iterator it=ans.begin(); it!=ans.end(); ++it)
 {
 cout << *it << endl;
 }
 return 0;
 }

**介绍**

这篇文章的目的是为了介绍std::vector，如何恰当地使用它们的成员函数等操作。本文中还讨论了条件函数和函数指针在迭代算法中使用，如在remove\_if()和for\_each()中的使用。通过阅读这篇文章读者应该能够有效地使用vector容器，而且应该不会再去使用C类型的动态数组了。

**Vector总览**

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，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。

为了可以使用vector，必须在你的头文件中包含下面的代码：

vector属于std命名域的，因此需要通过命名限定，如下完成你的代码：

或者连在一起，使用全名：

建议使用全局的命名域方式：

在后面的操作中全局的命名域方式会造成一些问题。vector容器提供了很多接口，在下面的表中列出vector的成员函数和操作。

**Vector成员函数**

<table style="width:635px; border:1pt solid windowtext"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border-color:windowtext; border-right-width:1pt; border-right-style:solid; border-top-width:1pt; border-top-style:solid; width:201px; border-bottom-width:1pt; border-bottom-style:solid; background-color:transparent; padding:2.25pt"> 函数 </td> 
 <td style="border-color:windowtext; border-top-width:1pt; border-top-style:solid; border-left-width:1pt; border-left-style:solid; width:415px; border-bottom-width:1pt; border-bottom-style:solid; background-color:transparent; padding:2.25pt"> 表述 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.assign(beg,end) c.assign(n,elem) </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 将[beg; end)区间中的数据赋值给c。 将n个elem的拷贝赋值给c。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.at(idx) </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 传回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.back() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 传回最后一个数据，不检查这个数据是否存在。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.begin() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 传回迭代器重的可一个数据。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.capacity() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 返回容器中数据个数。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.clear() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 移除容器中所有数据。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.empty() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 判断容器是否为空。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.end() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 指向迭代器中的最后一个数据地址。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.erase(pos) c.erase(beg,end) </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 删除pos位置的数据，传回下一个数据的位置。 删除[beg,end)区间的数据，传回下一个数据的位置。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.front() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 传回第一个数据。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> get_allocator </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 使用构造函数返回一个拷贝。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.insert(pos,elem) c.insert(pos,n,elem) c.insert(pos,beg,end) </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 在pos位置插入一个elem拷贝，传回新数据位置。 在pos位置插入n个elem数据。无返回值。 在pos位置插入在[beg,end)区间的数据。无返回值。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.max_size() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 返回容器中最大数据的数量。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.pop_back() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 删除最后一个数据。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.push_back(elem) </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 在尾部加入一个数据。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.rbegin() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 传回一个逆向队列的第一个数据。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.rend() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 传回一个逆向队列的最后一个数据的下一个位置。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.resize(num) </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 重新指定队列的长度。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.reserve() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 保留适当的容量。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c.size() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 返回容器中实际数据的个数。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> c1.swap(c2) swap(c1,c2) </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 将c1和c2元素互换。 同上操作。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> vector&lt;Elem&gt; c vector &lt;Elem&gt; c1(c2) vector &lt;Elem&gt; c(n) vector &lt;Elem&gt; c(n, elem) vector &lt;Elem&gt; c(beg,end) c.~ vector &lt;Elem&gt;() </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 创建一个空的vector。 复制一个vector。 创建一个vector，含有n个数据，数据均已缺省构造产生。 创建一个含有n个elem拷贝的vector。 创建一个以[beg;end)区间的vector。 销毁所有数据，释放内存。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**Vector操作**

<table style="margin:auto auto auto 13.65pt; width:635px; border:1pt solid windowtext"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 函数 </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 描述 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:201px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> operator[] </td> 
 <td style="width:415px; background-color:transparent; border-color:windowtext; padding:2.25pt"> 返回容器中指定位置的一个引用。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**创建一个vector**

vector容器提供了多种创建方法，下面介绍几种常用的。

创建一个Widget类型的空的vector对象：

创建一个包含500个Widget类型数据的vector：

创建一个包含500个Widget类型数据的vector，并且都初始化为0：

创建一个Widget的拷贝：

**向vector添加一个数据**

vector添加数据的缺省方法是push\_back()。push\_back()函数表示将数据添加到vector的尾部，并按需要来分配内存。例如：向vector<Widget>中添加10个数据，需要如下编写代码：

**获取vector中制定位置的数据**

很多时候我们不必要知道vector里面有多少数据，vector里面的数据是动态分配的，使用push\_back()的一系列分配空间常常决定于文件或一些数据源。如果你想知道vector存放了多少数据，你可以使用empty()。获取vector的大小，可以使用size()。例如，如果你想获取一个vector v的大小，但不知道它是否为空，或者已经包含了数据，如果为空想设置为\-1，你可以使用下面的代码实现：

**访问vector中的数据**

使用两种方法来访问vector。

1、vector::at()

2、vector::operator\[\]

operator\[\]主要是为了与C语言进行兼容。它可以像C语言数组一样操作。但at()是我们的首选，因为at()进行了边界检查，如果访问超过了vector的范围，将抛出一个例外。由于operator\[\]容易造成一些错误，所有我们很少用它，下面进行验证一下：

分析下面的代码：

我们使用reserve()分配了10个int型的空间，但并不没有初始化。

你可以在这个代码中尝试不同条件，观察它的结果，但是无论何时使用at()，都是正确的。

**删除vector中的数据**

vector能够非常容易地添加数据，也能很方便地取出数据，同样vector提供了erase()，pop\_back()，clear()来删除数据，当你删除数据的时候，你应该知道要删除尾部的数据，或者是删除所有数据，还是个别的数据。在考虑删除等操作之前让我们静下来考虑一下在STL中的一些应用。

**Remove\_if()算法**

现在我们考虑操作里面的数据。如果要使用remove\_if()，我们需要在头文件中包含如下代码：：

Remove\_if()有三个参数：

1、iterator \_First：指向第一个数据的迭代指针。

2、iterator \_Last：指向最后一个数据的迭代指针。

3、predicate \_Pred：一个可以对迭代操作的条件函数。

**条件函数**

条件函数是一个按照用户定义的条件返回是或否的结果，是最基本的函数指针，或者是一个函数对象。这个函数对象需要支持所有的函数调用操作，重载operator()()操作。remove\_if()是通过unary\_function继承下来的，允许传递数据作为条件。

例如，假如你想从一个vector<CString>中删除匹配的数据，如果字串中包含了一个值，从这个值开始，从这个值结束。首先你应该建立一个数据结构来包含这些数据，类似代码如下：

然后处理条件判断：

<table style="color:rgb(51,51,51); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; background-color:rgb(243,243,243); margin:auto auto auto 23.4pt; border-collapse:collapse"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="padding:0cm 5.4pt; width:396pt; background-color:transparent; border-color:rgb(236,233,216)"> class&nbsp;FindMatchingString &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;:&nbsp;public&nbsp;std::unary_function&lt;CString,&nbsp;bool&gt; { &nbsp;&nbsp;&nbsp; public: &nbsp;&nbsp;FindMatchingString(const&nbsp;LPFINDSTR lpFS) : m_lpFS(lpFS) {} &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;bool&nbsp;operator()(CString&amp; szStringToCompare)&nbsp;const &nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;bool&nbsp;retVal =&nbsp;false; &nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;switch(m_lpFS-&gt;iMode) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;case&nbsp;FM_IS: &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;retVal = (szStringToCompare == m_lpFDD-&gt;szMatchStr); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;break; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;case&nbsp;FM_STARTSWITH: &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;retVal = (szStringToCompare.Left(m_lpFDD-&gt;szMatchStr.GetLength()) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;== m_lpFDD-&gt;szWindowTitle); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;break; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;case&nbsp;FM_ENDSWITH: &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;retVal = (szStringToCompare.Right(m_lpFDD-&gt;szMatchStr.GetLength()) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;== m_lpFDD-&gt;szMatchStr); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;break; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;case&nbsp;FM_CONTAINS: &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;retVal = (szStringToCompare.Find(m_lpFDD-&gt;szMatchStr) != -1); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;break; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;return&nbsp;retVal; &nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; private: &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;LPFINDSTR m_lpFS; }; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

通过这个操作你可以从vector中有效地删除数据：

**Remove\_if()能做什么？**

你可能会疑惑，对于上面那个例子在调用remove\_if()的时候还要使用erase()呢？这是因为大家并不熟悉STL中的算法。Remove(),remove\_if()等所有的移出操作都是建立在一个迭代范围上的，那么不能操作容器中的数据。所以在使用remove\_if()，实际上操作的时容器里数据的上面的。思考上面的例子：

1、szRemove = “o”.

2、vs见下面图表中的显示。

![STL vector 容器介绍(转) - Hacker\_James - Hacker\_James的博客][STL vector _ - Hacker_James - Hacker_James]

观察这个结果，我们可以看到remove\_if()实际上是根据条件对迭代地址进行了修改，在数据的后面存在一些残余的数据，那些需要删除的数据。剩下的数据的位置可能不是原来的数据，但他们是不知道的。

调用erase()来删除那些残余的数据。注意上面例子中通过erase()删除remove\_if()的结果和vs.enc()范围的数据。

**压缩一个臃肿的vector**

很多时候大量的删除数据，或者通过使用reserve()，结果vector的空间远远大于实际需要的。所有需要压缩vector到它实际的大小。resize()能够增加vector的大小。Clear()仅仅能够改变缓存的大小，所有的这些对于vector释放内存等九非常重要了。如何来解决这些问题呢，让我们来操作一下。

我们可以通过一个vector创建另一个vector。让我们看看这将发生什么。假定我们已经有一个vector v，它的内存大小为1000，当我们调用size()的时候，它的大小仅为7。我们浪费了大量的内存。让我们在它的基础上创建一个vector。

vNew.capacity()返回的是7。这说明新创建的只是根据实际大小来分配的空间。现在我们不想释放v，因为我们要在其它地方用到它，我们可以使用swap()将v和vNew互相交换一下？

有趣的是：vNew.capacity()是1000，而v.capacity()是7。

现在是达到我的目的了，但是并不是很好的解决方法，我们可以像下面这么写：

你可以看到我们做了什么？我们创建了一个临时变量代替那个命名的，然后使用swap(),这样我们就去掉了不必要的空间，得到实际大小的v。

**结论**

我希望这个文档可以给那些使用STL vector容器的开发者很有价值的参考。我也希望通过阅读这篇文章你可以放心地使用vector来代替C语言中的数据了。

**参考**

Plauger, P.J. Standard C++ Library Reference. February, 2003. MSDN.

Schildt, Herbert. C++ from the Ground Up, Second Edition. Berkeley: 1998.

Sutter, Herb. More Exceptional C++. Indianapolis: 2002.

[STL vector _ - Hacker_James - Hacker_James]: http://www.codeproject.com/vcpp/stl/std_vector/vector_02.gif