vector(向量): C++中的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),確切的說(shuō)是一個(gè)類(lèi).它相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)態(tài)的數(shù)組,當(dāng)程序員無(wú)法知道自己需要的數(shù)組的規(guī)模多大時(shí),用其來(lái)解決問(wèn)題可以達(dá)到最大節(jié)約空間的目的.
具體用法:
1.文件包含:
首先在程序開(kāi)頭處加上
#include<vector>
以包含所需要的類(lèi)文件vector舵鳞，還有一定要加上
using namespace std;
2.變量聲明:
2.1 例:聲明一個(gè)int向量以替代一維的數(shù)組:
vector <int> a;
等于聲明了一個(gè)int數(shù)組a[],大小沒(méi)有指定,可以動(dòng)態(tài)的向里面添加刪除大莫。
2.2 例:用vector代替二維數(shù)組
其實(shí)只要聲明一個(gè)一維數(shù)組向量即可,而一個(gè)數(shù)組的名字其實(shí)代表的是它的首地址,所以只要聲明一個(gè)地址的向量即可,即:
vector <int *> a;
同理想用向量代替三維數(shù)組也是一樣,
vector <int**>a;
再往上面依此類(lèi)推。
- 1.vector二維數(shù)組的創(chuàng)建和初始化
vector <int> vec(10,90); //將10個(gè)一維動(dòng)態(tài)數(shù)組初始為90
vector< vector<int> > vec(row,vector<int>(col,0)); //初始化row * col二維動(dòng)態(tài)數(shù)組哭尝，初始化值為0
- 獲取一維數(shù)組的長(zhǎng)度
int size = vec.size();
- 獲取二維數(shù)組的長(zhǎng)度
int size_row = vec.size(); //獲取行數(shù)
int size_col = vec[0].size(); //獲取列數(shù)
- 給vector二維數(shù)組賦值
簡(jiǎn)單的就直接賦值：
ans[0][0]=1;
ans[0][1]=2;
ans[1][0]=3;
ans[1][1]=4;
3.具體的用法以及函數(shù)調(diào)用:
3.1 如何得到向量中的元素?其用法和數(shù)組一樣:
vector <int *> a
int b = 5;
a.push_back(b);//該函數(shù)下面有詳解
cout<<a[0]; //輸出結(jié)果為5
vector 方法:
1.push_back ????// 在數(shù)組的最后添加一個(gè)數(shù)據(jù)
2.pop_back ????//去掉數(shù)組的最后一個(gè)數(shù)據(jù)
3.at ????//得到編號(hào)位置的數(shù)據(jù)
4.begin ????//得到數(shù)組頭的指針
5.end ????//得到數(shù)組的最后一個(gè)單元+1的指針
6.front ????//得到數(shù)組頭的引用
7.back ????//得到數(shù)組的最后一個(gè)單元的引用
8.max_size ????//得到vector最大可以是多大
9.capacity ????//當(dāng)前vector分配的大小
10.size ????//當(dāng)前使用數(shù)據(jù)的大小
11.resize ????//改變當(dāng)前使用數(shù)據(jù)的大小速妖，如果它比當(dāng)前使用的大妹蔽，者填充默認(rèn)值
12.reserve ????//改變當(dāng)前vecotr所分配空間的大小
13.erase ????//刪除指針指向的數(shù)據(jù)項(xiàng)
14.clear ????//清空當(dāng)前的vector
15.rbegin ???? //將vector反轉(zhuǎn)后的開(kāi)始指針?lè)祷?其實(shí)就是原來(lái)的end-1)
16.rend ???? //將vector反轉(zhuǎn)構(gòu)的結(jié)束指針?lè)祷?其實(shí)就是原來(lái)的begin-1)
17.empty ????//判斷vector是否為空
18.swap ????//與另一個(gè)vector交換數(shù)據(jù)
3.2 詳細(xì)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)功能：其中vector<int> c.
c.clear() //移除容器中所有數(shù)據(jù)。
c.empty() // 判斷容器是否為空神帅。
c.erase(pos) //刪除pos位置的數(shù)據(jù)
c.erase(beg,end) //刪除[beg,end)區(qū)間的數(shù)據(jù)
c.front() //傳回第一個(gè)數(shù)據(jù)再姑。
c.insert(pos,elem) //在pos位置插入一個(gè)elem拷貝
c.pop_back() //刪除最后一個(gè)數(shù)據(jù)。
c.push_back(elem) //在尾部加入一個(gè)數(shù)據(jù)枕稀。
c.resize(num) //重新設(shè)置該容器的大小
c.size() //回容器中實(shí)際數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)询刹。
c.begin() //返回指向容器第一個(gè)元素的迭代器
c.end() //返回指向容器最后一個(gè)元素的迭代器
4.內(nèi)存管理與效率
1.使用reserve()函數(shù)提前設(shè)定容量大小，避免多次容量擴(kuò)充操作導(dǎo)致效率低下萎坷。
關(guān)于STL容器凹联，最令人稱(chēng)贊的特性之一就是是只要不超過(guò)它們的最大大小，它們就可以自動(dòng)增長(zhǎng)到足以容納你放進(jìn)去的數(shù)據(jù)哆档。（要知道這個(gè)最大值蔽挠，只要調(diào)用名叫max_size的成員函數(shù)。）對(duì)于vector和string瓜浸，如果需要更多空間澳淑，就以類(lèi)似realloc的思想來(lái)增長(zhǎng)大小。vector容器支持隨機(jī)訪問(wèn)插佛，因此為了提高效率杠巡，它內(nèi)部使用動(dòng)態(tài)數(shù)組的方式實(shí)現(xiàn)的。在通過(guò) reserve() 來(lái)申請(qǐng)?zhí)囟ù笮〉臅r(shí)候總是按指數(shù)邊界來(lái)增大其內(nèi)部緩沖區(qū)雇寇。當(dāng)進(jìn)行insert或push_back等增加元素的操作時(shí)氢拥，如果此時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)組的內(nèi)存不夠用蚌铜，就要?jiǎng)討B(tài)的重新分配當(dāng)前大小的1.5~2倍的新內(nèi)存區(qū)，再把原數(shù)組的內(nèi)容復(fù)制過(guò)去嫩海。所以冬殃，在一般情況下，其訪問(wèn)速度同一般數(shù)組叁怪，只有在重新分配發(fā)生時(shí)审葬，其性能才會(huì)下降。正如上面的代碼告訴你的那樣奕谭。而進(jìn)行pop_back操作時(shí)涣觉，capacity并不會(huì)因?yàn)関ector容器里的元素減少而有所下降，還會(huì)維持操作之前的大小展箱。對(duì)于vector容器來(lái)說(shuō)旨枯，如果有大量的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行push_back蹬昌，應(yīng)當(dāng)使用reserve()函數(shù)提前設(shè)定其容量大小混驰，否則會(huì)出現(xiàn)許多次容量擴(kuò)充操作，導(dǎo)致效率低下皂贩。
reserve成員函數(shù)允許你最小化必須進(jìn)行的重新分配的次數(shù)栖榨，因而可以避免真分配的開(kāi)銷(xiāo)和迭代器/指針/引用失效。但在我解釋reserve為什么可以那么做之前明刷，讓我簡(jiǎn)要介紹有時(shí)候令人困惑的四個(gè)相關(guān)成員函數(shù)婴栽。在標(biāo)準(zhǔn)容器中，只有vector和string提供了所有這些函數(shù)辈末。
(1) size()告訴你容器中有多少元素愚争。它沒(méi)有告訴你容器為它容納的元素分配了多少內(nèi)存。
(2) capacity()告訴你容器在它已經(jīng)分配的內(nèi)存中可以容納多少元素挤聘。那是容器在那塊內(nèi)存中總共可以容納多少元素轰枝，而不是還可以容納多少元素。如果你想知道一個(gè)vector或string中有多少?zèng)]有被占用的內(nèi)存组去，你必須從capacity()中減去size()鞍陨。如果size和capacity返回同樣的值，容器中就沒(méi)有剩余空間了从隆，而下一次插入（通過(guò)insert或push_back等）會(huì)引發(fā)上面的重新分配步驟诚撵。
(3) resize(Container::size_type n)強(qiáng)制把容器改為容納n個(gè)元素。調(diào)用resize之后键闺，size將會(huì)返回n寿烟。如果n小于當(dāng)前大小，容器尾部的元素會(huì)被銷(xiāo)毀辛燥。如果n大于當(dāng)前大小筛武，新默認(rèn)構(gòu)造的元素會(huì)添加到容器尾部盅藻。如果n大于當(dāng)前容量，在元素加入之前會(huì)發(fā)生重新分配畅铭。
(4) reserve(Container::size_type n)強(qiáng)制容器把它的容量改為至少n氏淑，提供的n不小于當(dāng)前大小。這一般強(qiáng)迫進(jìn)行一次重新分配硕噩，因?yàn)槿萘啃枰黾蛹俨小＃ㄈ绻鹡小于當(dāng)前容量，vector忽略它炉擅，這個(gè)調(diào)用什么都不做辉懒，string可能把它的容量減少為size()和n中大的數(shù)，但string的大小沒(méi)有改變谍失。在我的經(jīng)驗(yàn)中眶俩，使用reserve來(lái)從一個(gè)string中修整多余容量一般不如使用“交換技巧”，那是條款17的主題快鱼。）
這個(gè)簡(jiǎn)介表示了只要有元素需要插入而且容器的容量不足時(shí)就會(huì)發(fā)生重新分配（包括它們維護(hù)的原始內(nèi)存分配和回收颠印，對(duì)象的拷貝和析構(gòu)和迭代器、指針和引用的失效）抹竹。所以线罕，避免重新分配的關(guān)鍵是使用reserve盡快把容器的容量設(shè)置為足夠大，最好在容器被構(gòu)造之后立刻進(jìn)行窃判。
例如钞楼，假定你想建立一個(gè)容納1-1000值的vector<int>。沒(méi)有使用reserve袄琳，你可以像這樣來(lái)做：
vector<int> v;
for (int i = 1; i <= 1000; ++i)
v.push_back(i);
在大多數(shù)STL實(shí)現(xiàn)中询件，這段代碼在循環(huán)過(guò)程中將會(huì)導(dǎo)致2~10次重新分配。
（10這個(gè)數(shù)沒(méi)什么奇怪的唆樊。記住vector在重新分配發(fā)生時(shí)一般把容量翻倍宛琅，而1000約等于210。）
把代碼改為使用reserve窗轩，我們得到這個(gè)：
vector<int> v;
v.reserve(1000);
for (int i = 1; i <= 1000; ++i)
v.push_back(i);
這在循環(huán)中不會(huì)發(fā)生重新分配夯秃。
在大小和容量之間的關(guān)系讓我們可以預(yù)言什么時(shí)候插入將引起vector或string執(zhí)行重新分配，而且痢艺，可以預(yù)言什么時(shí)候插入會(huì)使指向容器中的迭代器仓洼、指針和引用失效。例如堤舒，給出這段代碼色建，
string s;
...
if (s.size() < s.capacity()) {
s.push_back('x');
}
push_back的調(diào)用不會(huì)使指向這個(gè)string中的迭代器、指針或引用失效舌缤，因?yàn)閟tring的容量保證大于它的大小箕戳。如果不是執(zhí)行push_back某残，代碼在string的任意位置進(jìn)行一個(gè)insert，我們?nèi)匀豢梢员ＷC在插入期間沒(méi)有發(fā)生重新分配陵吸，但是玻墅，與伴隨string插入時(shí)迭代器失效的一般規(guī)則一致，所有從插入位置到string結(jié)尾的迭代器/指針/引用將失效壮虫。
回到本條款的主旨澳厢，通常有兩情況使用reserve來(lái)避免不必要的重新分配。
- 第一個(gè)可用的情況是當(dāng)你確切或者大約知道有多少元素將最后出現(xiàn)在容器中囚似。那樣的話剩拢，就像上面的vector代碼，你只是提前reserve適當(dāng)數(shù)量的空間饶唤。
- 第二種情況是保留你可能需要的最大的空間徐伐，然后，一旦你添加完全部數(shù)據(jù)募狂，修整掉任何多余的容量办素。
2. 使用“交換技巧”來(lái)修整vector過(guò)剩空間/內(nèi)存
有一種方法來(lái)把它從曾經(jīng)最大的容量減少到它現(xiàn)在需要的容量熬尺。這樣減少容量的方法常常被稱(chēng)為“收縮到合適（shrink to fit）”摸屠。該方法只需一條語(yǔ)句：
vector<int>(ivec).swap(ivec);
表達(dá)式vector<int>(ivec)建立一個(gè)臨時(shí)vector谓罗，它是ivec的一份拷貝：vector的拷貝構(gòu)造函數(shù)做了這個(gè)工作粱哼。但是，vector的拷貝構(gòu)造函數(shù)只分配拷貝的元素需要的內(nèi)存檩咱，所以這個(gè)臨時(shí)vector沒(méi)有多余的容量揭措。然后我們讓臨時(shí)vector和ivec交換數(shù)據(jù)，這時(shí)我們完成了刻蚯，ivec只有臨時(shí)變量的修整過(guò)的容量绊含，而這個(gè)臨時(shí)變量則持有了曾經(jīng)在ivec中的沒(méi)用到的過(guò)剩容量。在這里（這個(gè)語(yǔ)句結(jié)尾）炊汹，臨時(shí)vector被銷(xiāo)毀躬充，因此釋放了以前ivec使用的內(nèi)存，收縮到合適讨便。
3. 用swap方法強(qiáng)行釋放STL Vector所占內(nèi)存
template < class T> void ClearVector( vector<T>& v )
{
vector<T>vtTemp;
vtTemp.swap( v );
}
如
vector<int> v ;
nums.push_back(1);
nums.push_back(3);
nums.push_back(2);
nums.push_back(4);
vector<int>().swap(v);
/* 或者v.swap(vector<int>()); */
/*或者{ std::vector<int> tmp = v; v.swap(tmp); }; //加大括號(hào){ }是讓tmp退出{ }時(shí)自動(dòng)析構(gòu)*/
5.Vector 內(nèi)存管理成員函數(shù)的行為測(cè)試
C++ STL的vector使用非常廣泛充甚，但是對(duì)其內(nèi)存的管理模型一直有多種猜測(cè)，下面用實(shí)例代碼測(cè)試來(lái)了解其內(nèi)存管理方式霸褒，測(cè)試代碼如下：
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> iVec;
cout << "容器 大小為: " << iVec.size() << endl;
cout << "容器 容量為: " << iVec.capacity() << endl; //1個(gè)元素伴找， 容器容量為1
iVec.push_back(1);
cout << "容器 大小為: " << iVec.size() << endl;
cout << "容器 容量為: " << iVec.capacity() << endl; //2個(gè)元素， 容器容量為2
iVec.push_back(2);
cout << "容器 大小為: " << iVec.size() << endl;
cout << "容器 容量為: " << iVec.capacity() << endl; //3個(gè)元素废菱， 容器容量為4
iVec.push_back(3);
cout << "容器 大小為: " << iVec.size() << endl;
cout << "容器 容量為: " << iVec.capacity() << endl; //4個(gè)元素技矮， 容器容量為4
iVec.push_back(4);
iVec.push_back(5);
cout << "容器 大小為: " << iVec.size() << endl;
cout << "容器 容量為: " << iVec.capacity() << endl; //5個(gè)元素抖誉， 容器容量為8
iVec.push_back(6);
cout << "容器 大小為: " << iVec.size() << endl;
cout << "容器 容量為: " << iVec.capacity() << endl; //6個(gè)元素， 容器容量為8
iVec.push_back(7);
cout << "容器 大小為: " << iVec.size() << endl;
cout << "容器 容量為: " << iVec.capacity() << endl; //7個(gè)元素衰倦， 容器容量為8
iVec.push_back(8);
cout << "容器 大小為: " << iVec.size() << endl;
cout << "容器 容量為: " << iVec.capacity() << endl; //8個(gè)元素袒炉， 容器容量為8
iVec.push_back(9);
cout << "容器 大小為: " << iVec.size() << endl;
cout << "容器 容量為: " << iVec.capacity() << endl; //9個(gè)元素， 容器容量為16
/* vs2005/8 容量增長(zhǎng)不是翻倍的樊零，如
9個(gè)元素 容量9
10個(gè)元素 容量13 */
/* 測(cè)試effective stl中的特殊的交換 swap() */
cout << "當(dāng)前vector 的大小為: " << iVec.size() << endl;
cout << "當(dāng)前vector 的容量為: " << iVec.capacity() << endl;
vector<int>(iVec).swap(iVec);
cout << "臨時(shí)的vector<int>對(duì)象 的大小為: " << (vector<int>(iVec)).size() << endl;
cout << "臨時(shí)的vector<int>對(duì)象 的容量為: " << (vector<int>(iVec)).capacity() << endl;
cout << "交換后梳杏，當(dāng)前vector 的大小為: " << iVec.size() << endl;
cout << "交換后，當(dāng)前vector 的容量為: " << iVec.capacity() << endl;
return 0;
}
6.vector的其他成員函數(shù)
c.assign(beg,end)：將[beg; end)區(qū)間中的數(shù)據(jù)賦值給c淹接。
c.assign(n,elem)：將n個(gè)elem的拷貝賦值給c十性。
c.at(idx)：傳回索引idx所指的數(shù)據(jù)，如果idx越界塑悼，拋出out_of_range劲适。
c.back()：傳回最后一個(gè)數(shù)據(jù)，不檢查這個(gè)數(shù)據(jù)是否存在厢蒜。
c.front()：傳回地一個(gè)數(shù)據(jù)霞势。
get_allocator：使用構(gòu)造函數(shù)返回一個(gè)拷貝。
c.rbegin()：傳回一個(gè)逆向隊(duì)列的第一個(gè)數(shù)據(jù)斑鸦。
c.rend()：傳回一個(gè)逆向隊(duì)列的最后一個(gè)數(shù)據(jù)的下一個(gè)位置愕贡。
c.~ vector <Elem>()：銷(xiāo)毀所有數(shù)據(jù)，釋放內(nèi)存巷屿。
7.備注:在用vector的過(guò)程中的一些問(wèn)題,特此列出討論:
//case 1)
vector <int > a;
int b = 5;
a.push_back(b);
//此時(shí)若對(duì)b另外賦值時(shí)不會(huì)影響a[0]的值
// case 2)
vector <int*> a;
int *b;
b= new int[4];
b[0]=0;
b[1]=1;
b[2]=2;
a.push_back(b);
delete b; //釋放b的地址空間
for(int i=0 ; i <3 ; i++)
{
cout<<a[0][i]<<endl;
}
// 此時(shí)輸出的值并不是一開(kāi)始b數(shù)組初始化的值,而是一些無(wú)法預(yù)計(jì)的值.
分析:根據(jù)1) 2)的結(jié)果,可以想到,在1)中, 往a向量中壓入的是b的值,即a[0]=b,此時(shí)a[0]和b是存儲(chǔ)在兩個(gè)不同的地址中的.因此改變b的值不會(huì)影響a[0];而在2)中,因?yàn)槭前岩粋€(gè)地址(指針)壓入向量a,即a[0]=b,因此釋放了b的地址也就釋放了a[0]的地址,因此a[0]數(shù)組中存放的數(shù)值也就不得而知了固以。
參考：https://blog.csdn.net/hancunai0017/article/details/7032383
