C++STL之vector详解

以你之姓@ 2023-07-25 09:36 11阅读 0赞

**一、STL简介**

>        STL 是“Standard Template Library”的缩写，中文译为“标准模板库”。STL 是 C++ 标准库的一部分，不用单独安装。  
>        C++ 对模板（Template）支持得很好，STL 就是借助模板把常用的数据结构及其算法都实现了一遍，并且做到了数据结构和算法的分离。例如，vector 的底层为顺序表（数组），list 的底层为双向链表，deque 的底层为循环队列，set 的底层为红黑树，hash\_set 的底层为哈希表。
> 
>        STL 从根本上讲是“容器”的集合，也是组件的集合。容器包括 list、vector、set、map 等；组件包括迭代器等。STL 的目的是标准化组件。
> 
>         STL 是 C++ 的一部分，不用额外安装，被内建在支持 C++ 的编译器中。  
>         STL 的算法是标准算法，其实现了将已经定义好的算法应用在容器的对象上。
> 
> 更多STL介绍请看[STL是什么][STL]

**二、C++ vector简介**

vector<T> 容器是包含 T 类型元素的序列容器，和 array<T，N> 容器相似，不同的是 vector<T> 容器的大小可以自动增长，从而可以包含任意数量的元素；因此类型参数 T 不再需要模板参数 N。只要元素个数超出 vector 当前容量，就会自动分配更多的空间。只能在容器尾部高效地删除或添加元素。  
        vector<T> 容器可以方便、灵活地代替数组。在大多数时候，都可以用 vector<T> 代替数组存放元素。只要能够意识到，vector<T> 在扩展容量，以 及在序列内部删除或添加元素时会产生一些开销；但大多数情况下，代码不会明显变慢。 为了使用 vector<T> 容器模板，需要在代码中包含头文件 \#include<vector>。

时间复杂度：该容器随机存取任何元素都能在常数时间O(1)完成，在尾端增删元素具有最佳的性能（大部分时间是常数时间，即在不需要重新分配存储空间的情况下。在一些特殊的情况下需要的时间是O(n)，比如当所需要的存储空间超过了之前动态分配的空间，这时候就需要重新分配存储空间，需要进行一个数组的拷贝工作）当在vector<T>中间或者头部插入或者删除元素所需要的时间复杂度为O(n)因为我们需要将后面的元素一次向后移动一个位置。

**三、C++ vector的常用方法**

#include<iostream>
    #include<vector>
    using namespace std;
    
    //定义一个输出vector模板 
    /*为了方便打印不同类型的vector，如果vector的类型比较少
    可以使用for循环打印，例如定义一个 vector<int> num;
    输出可以用：
        //输出num中的内容 size():返回Vector元素数量的大小 
    	for(int i=0;i<num.size();i++){
    		cout<<num[i]<<" ";	//可以使用[]访问，也可以使用at()方法访问
    		cout<<num.at(i)<<" ";	//at():返回指定位置的元素    
    	}
    	cout<<endl;
    */
    template<class T>
    void printVector(T s,T e){
    	for(;s != e;++s){
    		cout<<*s<<" ";
    	}
    	cout<<endl;
    }
    
    int main(){
    	vector<int> num;    //生成存放 int 型元素的 vector<T> 容器
    	cout<<"赋值之前num的容量:"<<num.capacity()<<endl;  
        //capacity()返回vector所能容纳的元素数量(在不重新分配内存的情况下） 此时没有初始化，所以size() 和 capacity() 都是0；size() 返回容器目前存在的元素个数。
    
    	
    	//以初始化列表中的値作为元素初始值，生成有 6个浮点数的vector容器。
    	double a[6] = {1.1,2.6,3.8,4.9,5.6,6.6};
    	vector<double> number(a,a+6);
    	printVector(number.begin(),number.end());
    	
    	//string A[4] = {"str1","str2","str3","str4"};
    	//vector<string> str(A,A+4);
    	
    	//str有4个元素，全部初始化为 "abc" 
    	vector<string> str(4,"abc");
    	printVector(str.begin(),str.end()); 
    	
    	//向容器中添加元素 
    	for(int i=0;i<10;i++){
    		num.push_back(i);	//push_back():在Vector最后添加一个元素
    	}
    	cout<<"赋值之后num的容量:"<<num.capacity()<<endl;
    	
    	//输出num中的内容 size():返回Vector元素数量的大小 
    	for(int i=0;i<num.size();i++){
    		cout<<num[i]<<" ";	//可以使用[]访问，也可以使用at()方法访问 
    		cout<<num.at(i)<<" ";	//at():返回指定位置的元素    
    	}
    	cout<<endl; 
    	
    	//insert():插入元素到Vector中
    	num.insert(num.begin()+3,10);	//将 10 插入到下标为3的位置 
    	
    	//begin():返回第一个元素的迭代器  
    	//end():返回最末元素的迭代器(译注:实指向最末元素的下一个位置) 
    	printVector(num.begin(),num.end()); 
    	
    	//将num的一段0,1,2,3,4从下标为 3 的位置插入 
    	num.insert(num.begin()+3,num.begin(),num.begin()+5);
    	printVector(num.begin(),num.end());
    	
    	num.erase(num.begin()+3);	//删除下标为 3 位置上的元素 
    	printVector(num.begin(),num.end());
    	
    	//删除一段元素 
    	num.erase(num.begin(),num.end()-2);
    	printVector(num.begin(),num.end());
    	
    	cout<<"删除前str内容为:";
    	printVector(str.begin(),str.end());
    	//删除所有的元素
    	str.clear();
    	cout<<"删除后str内容为:";
    	printVector(str.begin(),str.end());
    	
    	return 0;
    }

运行结果：

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** 四、C++ vector的所有方法（更加详细的内容请参考C++的API:**[https://en.cppreference.com/w/cpp/container/vector][https_en.cppreference.com_w_cpp_container_vector]**）**

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[STL]: http://c.biancheng.net/view/1436.html
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[https_en.cppreference.com_w_cpp_container_vector]: https://en.cppreference.com/w/cpp/container/vector
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