【C++STL之vector类概述

系统运维 2023-09-29 宇宙之一粟 手机阅读
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一、前言

大家好，在上一文中，我们重点介绍了 STL中的string类，明白了如何去操作字符串。本文我们将要来介绍的是STL中的vector类

二、vector的介绍及使用

1、vector的介绍

vector的文档介绍

  • vector是表示可变大小数组的序列容器。
  • 就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。
  • 本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小。
  • vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
  • 因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。
  • 与其它动态序列容器相比（deque, list and forward_list）， vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起list和forward_list统一的迭代器和引用更好

    • 2、常用接口细述

    1）vector类对象的默认成员函数

    构造函数声明 接口说明
    vector()（重点） 构造函数
    vector（size_type n, const value_type& val = value_type()）) 构造并初始化n个val
    vector (InputIterator first, InputIterator last)) 使用迭代器进行初始化构造
    vector (const vector& x); （重点） 拷贝构造
    vector& operator= (const vector& x); 赋值重载

    ① 构造函数

    • 首先的话我们来看构造函数，一共是有三种形式
      • 无参进行构造
      • 放入n个相同数据
      • 根据迭代器区间进行构造

    其中的 allocator 是空间配置器，只是用于分配空间，目的为增加申请释放空间的效率

    在这里插入图片描述

    可以看到对于【vector】来说其为一个 模版类，所以我们在实例化的时候要声明其内置类型

    template  class vector;

    接下去，我们就到VS中来测试一下

    		void test_vector1()
    		{
    			vector v1;
    			vector v2(3, 2);
    		 
    			string s("abcd");
    			vector v3(s.begin(), s.end());
    		}
    • 以下是调试后的结果。重点我们可以来说一说最后一种迭代器的方式，有同学看到我们存入进去的明明是a b c d四个字符，但是在调试的时候看到的为什么是97 98 99 100呢，原因就在于我们对于【v3】声明的内置类型为int，但是我们传递进去的却是char，所以在这中间产生了一个 隐式类型转换

    在这里插入图片描述

    • 如果想要看到字符的话正确的形式应该改成下面这样
    vector v3;

    💬 那有同学就说了，这个vector v是不是和string s一样呢，存放的都是字符char

    • 这个呢是不可以的，对于前者来说默认是不存在的，需要我们去进行添加，但是对于后者来说是一个字符串，而对于字符串来说结尾是存在的
    		vector v;
    		string s;

    💬 此时有同学又问，既然【vector】中可以存放char的话，那可不可以存放string呢

    • 这个呢肯定是可以滴，因为【vector】是一个模版类，其会根据所传入的类型去做一个自动类型的推导
    vector v;

    💬 最后的话再来讲一种初始化的方式，那就是利用我们在C语言阶段所学习过的 指针，虽然表面上利用的是指针的一个偏移量来做的一个初始化工作，但是呢它在底层利用的还是 迭代器 的思维

    		void test_vector2()
    		{
    			// 利用天然的迭代器 —— 指针进行初始化
    			int a[] = { 1, 2, 3, 4 };
    			vector v2(a, a + 4);
    		}
    • 一样通过调试来观察一下

    在这里插入图片描述

    ② 拷贝构造

    然后我们再来聊聊拷贝构造

    【C++STL之vector类概述-每日运维
    拷贝方式如下：

    		vector v1(3, 2);
    		vector v2(v1);

    在这里插入图片描述

    ③ 赋值重载

    讲完拷贝构造，那赋值重载一定不能少

    在这里插入图片描述

    • 赋值重载用于对已存在的两个 vector 之间进行赋值，就是值之间的拷贝
    v2 = v1;

    在这里插入图片描述

    • 因此呢对于不同类型的数据就无法进行赋值
    		void test_vector3()
    		{
    			vector v1(3, 2);
    		 
    			vector v2;
    			v2 = v1;
    		}

    在这里插入图片描述

    2）vector类对象的访问及遍历操作

    ① operator[]

    首先对于访问元素来说的话，最常见的还是 下标 + [ ] 的形式

    • 下面是官方文档中的形式，虽然看起来很复杂，但是读者完全不用理会，会用就可以了
    reference operator[] (size_type n);const_reference operator[] (size_type n) const;
    • 由于我在 string 中对这一块已经讲解得很详细了，它们在使用的时候很类似，此处就不细说了
    		void test_vector4()
    		{
    			vector v({ 1,2,3,4,5 });
    			for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
    			{
    				cout