STL学习系列之二——序列容器（vector）

STL学习之二 序列容器（vector）

一、C++标准模板库提供了三种序列容器：vector、list、deque。类模板vector和deque都以数组为基础，类模板list实现了链表的数据结构。

STL中最流行的是类模板vector，它是一种更健壮的数据类型，相当于动态数组，能动态得改变数组的大小。

Vector和C和C++的原始数组不同。为什么不同呢？因为vector能够彼此赋值，基于指针的C风格的数组不支持这种用法，为什么呢？因为这些数组的名称是常量指针，不能作为赋值的目标。就像C数组一样，vector的下标并不执行自动范围检查，但模板vector通过at成员函数可以对数组下标范围进行检查，待会在例子中将会看到。呵呵

vector、list、deque各有各的高效使用范围：

vector用于在容器的后端高效的的插入，在中间插入和删除元素的效率很低；

list用于经常在容器的中间位置和两个端点进行插入和删除；

deque经常用于对容器的两端进行高效的插入和删除；

1、 vector序列容器

类模板vector提供的数据结构，具有连续的内存位置，这样，就能够通过下标运算符[]高效而直接的访问vector中的任何一个元素，就像C和C++的原始数组一样。

当vector的内存耗尽的时候，它会分配一块更大的连续内存区域，将原来的元素复制到心得内存中并销毁旧的内存。

下面将介绍使用vector和迭代器，直接上demo

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1. #include <iostream>  
2. using namespace std;  
3. #include <vector>  
4. template <typename T> void printVector(const vector<T> &integers2);  
5.   
6. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
7. {  
8.  const int SIZE=6;  
9.  int array[SIZE]={1,2,3,4,5,6};   //初始化数组  
10.  vector<int> integers;  
11.  //下面两行演示了size和capacity函数的用法  
12.  cout<<"n初始化数组大小是："<<integers.size();  
13.  cout<<"\n初始化数组容量是："<<integers.capacity();  
14.   
15.  //push_back将一个元素添加到vector末尾，这个函数可用于所有的序列容器  
16.  integers.push_back(2);  
17.  integers.push_back(3);  
18.  integers.push_back(4);  
19.     //此处结果按照道理应该是4，因为添加第一个元素时分配1个元素空间，添加第二个元素的时候，大小为2，  
20.  //添加第三个元素的时候大小为4，它是以1、2、4、8......这样分配的，但是这里运行结果却是3，求解  
21.  cout<<"\n数组大小是："<<integers.size();  
22.  cout<<"\n数组容量是："<<integers.capacity();  
23.   
24.  //演示用指针和指针运算符输出数组的内容  
25.  cout<<"\n用指针输出数组";  
26.  for (int *ptr=array;ptr!=array+SIZE;ptr++)  
27.  {  
28.   cout<<*ptr<<' ';  
29.  }  
30.  cout<<"\n用迭代去输出vector:";  
31.  //调用printVector函数，通过迭代器输出vector对象的内容  
32.  printVector(integers);  
33.  cout<<"\n翻转vector的元素：";  
34.    
35.  //const_reverse_iteratory用于逆向迭代vector  
36.  vector<int>::const_reverse_iterator reverseIterator;  
37.  vector<int>::const_reverse_iterator tempIterator=integers.rend();  
38.   
39.  for (reverseIterator=integers.rbegin();reverseIterator!=tempIterator;++reverseIterator)  
40.  {  
41.   cout<<*reverseIterator<<' ';  
42.  }  
43.  cout<<endl;  
44.  system("pause");  
45.  return 0;  
46. }  
47.   
48. template<typename T> void printVector(const vector<T> &integers2)  
49. {  
50.  typename vector<T>::const_iterator constIterator;  
51.  for (constIterator=integers2.begin();constIterator!=integers2.end();++constIterator)  
52.  {  
53.   cout<<*constIterator<<' ';  
54.  }  
55. }  

 

输出结果为：

初始化数组大小是：0

初始化数组容量是：0

数组大小是：3

数组容量是：3

用指针输出数组：1 2 3 4 5 6

用迭代器输出vector：2 3 4

翻转vector中的元素：4 3 2

注：迭代器的行为就像指向元素的指针一样，它重载了运算符*，返回指向这个元素的引用。

操作vector元素的函数

直接上demo

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1. #include <iostream>  
2. using namespace std;  
3. #include <vector>  
4. #include <algorithm>  
5. #include <iterator>  
6. #include <stdexcept>  
7.   
8. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
9. {  
10.  const int SIZE=6;  
11.  int array[SIZE]={1,2,3,4,5,6};    
12.  vector<int>integers(array,array+SIZE);  
13.  ostream_iterator<int> output(cout," ");  
14.  cout<<"vector元素包括：";  
15.  //来自标准库的copy算法，将vector对象integers的全部内容输出到标准输出  
16.  copy(integers.begin(),integers.end(),output);  
17.   
18.  cout<<"\n第一个元素是："<<integers.front()<<"\n最后一个元素是："<<integers.back();  
19.   
20.  integers[0]=7;  //设置第一个元素为7  
21.  integers.at(2)=10;//设置第二个位置的元素为10  
22.  //插入22作为第二个元素  
23.  integers.insert(integers.begin()+1,22);  
24.   
25.  cout<<"\n改变后vector元素的内容为：";  
26.  std::copy(integers.begin(),integers.end(),output);  
27.   
28.  //访问越界的元素  
29.  try  
30.  {  
31.   integers.at(100)=777;  
32.  }  
33.  catch(out_of_range &outOfRange)  
34.  {  
35.   cout<<"\n\nException: "<<outOfRange.what();  
36.   
37.  }  
38.   
39.  //清除第一个元素  
40.  integers.erase(integers.begin());  
41.  cout<<"\n清除第一个元素后为：";  
42.  copy(integers.begin(),integers.end(),output);  
43.   
44.  //清除保留的元素  
45.  integers.erase(integers.begin(),integers.end());  
46.  cout<<"\n清除所有的元素后，vector的元素 "<<(integers.empty()?"is":"is not")<<"empty";  
47.   
48.  //从数组中插入元素  
49.  integers.insert(integers.begin(),array,array+SIZE);  
50.  cout<<"\n\n清除前的内容：";  
51.  copy(integers.begin(),integers.end(),output);  
52.   
53.  integers.clear();  
54.  cout<<"\n清楚后，vector "<<(integers.empty()?"is":"is not")<<"empty"<<endl;  
55.  system("pause");  
56.  return 0;  
57. }  

 

输出结果为：

Vector元素包括：1 2 3 4 5 6

第一个元素是：1

最后一个元素是：6

改变后vector元素的内容为：7 22 2 10 4 5 6

 

Exception:invalid vector<T> subscript

清除第一个元素后为：22 2 10 4 5 6

清除所有的元素后，vector的元素isempty

 

清除前的内容：1 2 3 4 5 6

清楚后，vector isempty

注：front函数和begin函数的区别：front函数返回vector中第一个元素的引用，而begin函数返回一个随机访问迭代器，指向vector中的第一个元素；

   back函数和end函数的区别：back函数返回vector中最后一个元素的引用，而end函数返回一个随机访问迭代器，指向vector的末尾；