【C++】vector（上）
【C++】vector（上）
一、vector的介绍和使用
1、vector的介绍
vector是表示可变大小数组的序列容器
vector类似于数组，采用连续存储空间来存储元素，可以用下标对vector元素进行访问，但它的大小是可以动态改变的，而且这个改变可以被容器自动处理
因为vector使用动态分配数组来存储它的元素，当新元素插入的时候需要扩容，一般来说进行扩容都是按照倍数扩容的，在VS上以1.5倍扩容，在gcc上以2倍扩容，这样后来的几位数字插入的复杂度就很低了
与其他动态序列容器相比，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
2、vector的使用
（1）vector的定义
构造函数说明 | 接口说明 |
|---|---|
vector() | 无参构造 |
vector(const vector& x) | 拷贝构造 |
vector(size_type n,const value_type& val = value_type()) | 构造并初始化n个val |
vector(Inputlterator first,Inputlterator last) | 使用迭代器进行初始化构造 |
void test1()
{
vector<int> v1;
vector<int> v2(10, 0);
vector<int> v3(v2);
vector<int> v4(v2.begin(), v2.end());
}
（2）vector iterator的使用
iterator的使用 | 接口说明 |
|---|---|
begin+end | 获取第一个数据位置的iterator/const_iterator， 获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator |
rbegin+rend | 获取最后一个数据位置的reverse_iterator，获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator |
void test2()
{
vector<int> v1(10, 0);
int a = 0;
for (auto& i : v1)
{
i += a;
a++;
}
for (auto it = v1.begin(); it != v1.end(); ++it)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
（3）vector 空间增长
容量空间 | 接口说明 |
|---|---|
size | 获取数据个数 |
capacity | 获取容量大小 |
empty | 判断是否为空 |
resize | 改变size |
reserve | 改变capacity |
void test3()
{
vector<int> v1(10,0);
cout << v1.size() << endl;
cout << v1.capacity() << endl;
cout << v1.empty() << endl;
v1.resize(5);
cout << v1.size() << endl;
cout << v1.capacity() << endl;
v1.reserve(15);
cout << v1.size() << endl;
cout << v1.capacity() << endl;
}
这里提一下不同模版的resize以及reserve基本是相同的，resize是改变size，reserve是改变capacity，清楚它们之间的一一对应的关系
（4）vector的增删查改
接口 | 接口说明 |
|---|---|
push_back | 尾插 |
pop_back | 尾删 |
find | 查找 |
insert | 在pos位置之前插入val |
erase | 删除pos位置的值 |
swap | 交换两个vector的数据空间 |
operator[] | 使用下标访问vector |
其中vector中没有find，find在标准函数库中有定义，第一个参数是开始位置的迭代器，第二个参数是结束位置的迭代器，第三个参数是一个常量的引用，它可以是任何模版实例化后的常量
void test4()
{
vector<int> v1(10, 0);
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.pop_back();
v1.push_back(3);
auto pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
v1.insert(pos, 4);
v1.erase(v1.end() - 1);
for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
{
cout << v1[i] << " ";
}
cout << endl;
vector<int> v2(10, 0);
v1.swap(v2);
for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
{
cout << v1[i] << " ";
}
cout << endl;
for (int i = 0; i < v2.size(); i++)
{
cout << v2[i] << " ";
}
cout << endl;
}
（5）vector迭代器失效
迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针或被封装的指针，vector的迭代器就是原生态指针T*，因此迭代器失效就是迭代器底层对应指针所指向的空间销毁了，而使用一块已经被释放的空间，如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃
下面是可能导致迭代器失效的操作
①引起底层改变的操作
resize、reserve、insert、assign、push_back等可能引起扩容的函数
这里拿resize来举例
void test1()
{
vector<int> v{ 1,2,3,4,5,6 };
auto it = v.begin();
v.resize(100, 0);
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
包括上面提到的其他函数，因为需要空间的增大，所以vector需要扩容，而vector扩容的操作是开辟新空间，拷贝数据到新空间，销毁旧空间，而寄存器it指向的位置是旧空间的位置，所以会出现操作已经被释放的空间的问题
解决方法是扩容之后重新赋值it
②指定元素的删除操作
void test2()
{
vector<int> v{ 1,2,3,4,5 };
auto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
v.erase(pos);
cout << *pos << endl;
}
当使用erase删除元素时，所有在 erase() 之后的迭代器（包括 erase() 使用的迭代器）都会变得无效。这意味着一旦 pos 被用于 erase() 操作，pos 就不能再被用来访问或解引用任何元素了
③string类似于vector
string在上述过程之后，迭代器也会失效，原因相同，解决办法相同，性质相似
3、vector的优越性
对于这个杨辉三角问题，我们需要一个二维数组，用C语言来写的话稍微的复杂一些，需要malloc一个指针数组，然后指针数组的指针指向一个一维数组
对于C++来说，我们需要一个vector<vector< int>>
最上面的_a的类型是vector< int>* 中间的_a的类型是int *
class Solution {
public:
vector<vector<int>> generate(int numRows)//numRows是杨辉三角行数
{
vector<vector<int>> vv;
vv.resize(numRows);//扩容numRows行
for(size_t i = 0;i < vv.size();i++)
{
vv[i].resize(i+1,0);//将每一行所有的数字置为0
vv[i][0] = vv[i][vv[i].size() - 1] = 1;//将三角两边的数字全部置为1
}
for(size_t i = 0;i < vv.size();i++)
{
for(size_t j = 0;j < vv[i].size();j++)
{
if(vv[i][j] == 0)
{
vv[i][j] = vv[i-1][j]+vv[i-1][j-1];
//将所有不在三角两边的按照杨辉三角的原则相加得数
}
}
}
return vv;
}
};腾讯云开发者
