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C++中的vector容器对象学习笔记

时间：2020-12-13 20:34 编辑：来源：阅读：
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摘要：C++中的vector容器对象学习笔记

C++中数组很坑，有没有类似Python中list的数据类型呢？类似的就是vector！ vector 是同一种类型的对象的集合，每个对象都有一个对应的整数索引值。和 string 对象一样，标准库将负责管理与存储元素相关的内存。我们把 vector 称为容器，是因为它可以包含其他对象。一个容器中的所有对象都必须是同一种类型的。 [b]vector对象的定义和初始化[/b] 同样的，使用前，导入头文件#include <vector> 可以使用using声明：using std::vector; vector 是一个类模板（class template）。使用模板可以编写一个类定义或函数定义，而用于多个不同的数据类型。因此，我们可以定义保存 string 对象的 vector，或保存 int 值的 vector，又或是保存自定义的类类型对象（如 Sales_items 对象）的 vector。声明从类模板产生的某种类型的对象，需要提供附加信息，信息的种类取决于模板。以 vector 为例，必须说明 vector 保存何种对象的类型，通过将类型放在类型放在类模板名称后面的尖括号中来指定类型：

vector<T> v1;	保存类型为 T 对象。默认构造函数 v1 为空。
vector<T> v2(v1);	v2 是 v1 的一个副本。
vector<T> v3(n, i);	v3 包含 n 个值为 i 的元素。
vector<T> v4(n);	v4 含有值初始化的元素的 n 个副本。

【注意：1、若要创建非空的 vector 对象，必须给出初始化元素的值；2、当把一个 vector 对象复制到另一个 vector 对象时，新复制的 vector 中每一个元素都初始化为原 vectors 中相应元素的副本。但这两个 vector 对象必须保存同一种元素类型；3、可以用元素个数和元素值对 vector 对象进行初始化。构造函数用元素个数来决定 vector 对象保存元素的个数，元素值指定每个元素的初始值】 vector对象动态增长： vector 对象（以及其他标准库容器对象）的重要属性就在于可以在运行时高效地添加元素。【注意：因为 [b]vector 增长的效率高[/b] ，在元素值已知的情况下，最好是动态地添加元素。】值初始化：如果没有指定元素的初始化式，那么标准库将自行提供一个元素初始值进行，具体值为何，取决于存储在vector 中元素的数据类型。如果为int型数据，那么标准库将用 0 值创建元素初始化式；如果 vector 保存的是含有构造函数的类类型（如 string）的元素，标准库将用该类型的默认构造函数创建元素初始化式；元素类型可能是没有定义任何构造函数的类类型。这种情况下，标准库仍产生一个带初始值的对象，这个对象的每个成员进行了值初始化。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

int main()
{
 std::vector<int> a;
 std::vector<int> b(a);
 std::vector<int> c(10, 23);
 std::vector<std::string> svec(10, "null");
 std::vector<std::string> svec2(10, "hi!");
 std::vector<std::string> svec3(10);
 return 0;
}

注意，没有=号！ [b]vector对象操作方法[/b] 和string类似！ [b].v.empty()[/b] Returns true if v is empty; otherwise returns false如果 v 为空，则返回 true，否则返回 false。 [b].v.size()[/b] Returns number of elements in v返回 v 中元素的个数。【注意：1、返回相应 vector 类定义的size_type 的值，和string类似。2、使用 size_type 类型时，必须指出该类型是在哪里定义的。vector 类型总是包括总是包括 vector 的元素类型 vector<int>::size_type 】

v.push_back(t)

Adds element with value t to end of v在 v 的末尾增加一个值为 t 的元素。以下为例子：

#include <iostream>
#include <string>
#include <cctype>
#include <vector>

int main()
{
 // read words from the standard input and store them as elements in a vector
 std::string word;
 std::vector<std::string> text; // empty vector
 while (std::cin >> word) 
 {
 text.push_back(word); // append word to text
 for(std::vector<int>::size_type ix =0; ix != text.size(); ++ix)
  std::cout<<"Now text["<<ix<< "]is: "<<text[ix]<<std::endl;
 }
 return 0;
}

结果为：

Hello
Now text[0]is: Hello
world!
Now text[0]is: Hello
Now text[1]is: world!

注意： 1、不可以直接输出vector对象！和list差别太大了。。。 2、下标操作可以改变已有元素：例如上例，可以在最后加上：text[0] = "elements"; 3、当然和list一样，肯定不能text[100] = "elements";在Python中这样操作list回报下标越界， C++中编译不会报错，运行自动退出！【数组操作时这个会坑死你，不会报错，不会退出！理所当然，缓冲区溢出了，黑客们太喜欢了！】 4、由于动态增长，不能先测试长度，而是循环中动态测试！否则会出现莫名其妙的BUG！有人会担心效率？别担心！代价很小【内联函数】。 [b]v[n][/b] Returns element at position n in v返回 v 中位置为 n 的元素。（1）v1 = v2[/code] Replaces elements in v1 by a copy of elements in v2把 v1 的元素替换为 v2 中元素的副本。（2）v1 == v2[/code] Returns true if v1 and v2 are equal如果 v1 与 v2 相等，则返回 true。（3）!=, <, <=,>, and >= Have their normal meanings保持这些操作符惯有的含义。 [b]一个简单的例子[/b] 读入一段文本到 vector 对象，每个单词存储为 vector 中的一个元素。把vector 对象中每个单词转化为大写字母。输出 vector 对象中转化后的元素，每八个单词为一行输出。假设文本为：in the vector. transform each word into uppercase letters. Print the transformed elements from the vector, printing eight words to a line.

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

std::string deal_word(std::string word)
{
 std::string WORD; // 创建空字符串
 for(std::string::size_type ix =0; ix != word.size(); ++ix)
 {
 if (not ispunct(word[ix]))
 {
  WORD += toupper(word[ix]); //连接非标点字符到字符串
 }
 }
 return WORD;
}

int main()
{
 std::string word; // 缓存输入的单词
 std::vector<std::string> text; // empty vector
 std::cout<<"Please input the text:"<<std::endl; //提示输入
 while (std::cin >> word and word != "INPUTOVER") // INPUTOVER 用于标示输入结束，也可以ctrl + z停止输入 
 {
 word = deal_word(word); // 单词处理
 text.push_back(word); // append word to text
 }
 for(std::vector<int>::size_type ix =0, j = 0; ix != text.size(); ++ix, ++j)
 {
 if (j==8) // 8个单词一行
 {
  std::cout<<std::endl; //换行
  j = 0; //重新计数
 }
  std::cout<<text[ix]<<" "; //加空格！
 }
 return 0;
}

结果为：

Please input the text:
in the vector. transform each word into uppercase letters. Print the transformed elements from the vector, printing eight words to a line. INPUTOVER
IN THE VECTOR TRANSFORM EACH WORD INTO UPPERCASE 
LETTERS PRINT THE TRANSFORMED ELEMENTS FROM THE VECTOR 
PRINTING EIGHT WORDS TO A LINE

[b]vector.resize 与 vector.reserve [/b] reserve是容器预留空间，但并不真正创建元素对象，在创建对象之前，不能引用容器内的元素，因此当加入新的元素时，需要用push_back()/insert()函数。 resize是改变容器的大小，并且创建对象，因此，调用这个函数之后，就可以引用容器内的对象了，因此当加入新的元素时，用operator[]操作符，或者用迭代器来引用元素对象。再者，两个函数的形式是有区别的，reserve函数之后一个参数，即需要预留的容器的空间；resize函数可以有两个参数，第一个参数是容器新的大小，第二个参数是要加入容器中的新元素，如果这个参数被省略，那么就调用元素对象的默认构造函数。下面是这两个函数使用例子：

vector<int> myVec;

myVec.reserve( 100 );  // 新元素还没有构造,

       // 此时不能用[]访问元素

for (int i = 0; i < 100; i++ )

...{

  myVec.push_back( i ); //新元素这时才构造

}

myVec.resize( 102 );  // 用元素的默认构造函数构造了两个新的元素

myVec[100] = 1;   //直接操作新元素

myVec[101] = 2;

初次接触这两个接口也许会混淆，其实接口的命名就是对功能的绝佳描述，resize就是重新分配大小，reserve就是预留一定的空间。这两个接口即存在差别，也有共同点。下面就它们的细节进行分析。为实现resize的语义，resize接口做了两个保证：一是保证区间[0, new_size)范围内数据有效，如果下标index在此区间内，vector[indext]是合法的。二是保证区间[0, new_size)范围以外数据无效，如果下标index在区间外，vector[indext]是非法的。 reserve只是保证vector的空间大小(capacity)最少达到它的参数所指定的大小n。在区间[0, n)范围内，如果下标是index，vector[index]这种访问有可能是合法的，也有可能是非法的，视具体情况而定。 resize和reserve接口的共同点是它们都保证了vector的空间大小(capacity)最少达到它的参数所指定的大小。因两接口的源代码相当精简，以至于可以在这里贴上它们：

void resize(size_type new_size) 
{ 
 resize(new_size, T()); 
}
void resize(size_type new_size, const T& x) 
{
 if (new_size < size()) 
  erase(begin() + new_size, end()); // erase区间范围以外的数据，确保区间以外的数据无效
 else
  insert(end(), new_size - size(), x); // 填补区间范围内空缺的数据，确保区间内的数据有效
｝

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