vector
来源:互联网 发布:mysql安装包下载 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 05:40
向量vector :
是一个线性顺序结构。相当于数组,但其大小可以不预先指定,并且自动扩展。它可以像数组一样被操作,由于它的特性我们完全可以将vector 看作动态数组。
在创建一个vector 后,它会自动在内存中分配一块连续的内存空间进行数据存储,初始的空间大小可以预先指定也可以由vector 默认指定,这个大小即capacity ()函数的返回值。当存储的数据超过分配的空间时vector 会重新分配一块内存块,但这样的分配是很耗时的,在重新分配空间时它会做这样的动作:
首先,vector 会申请一块更大的内存块;
然后,将原来的数据拷贝到新的内存块中;
其次,销毁掉原内存块中的对象(调用对象的析构函数);
最后,将原来的内存空间释放掉。
如果vector 保存的数据量很大时,这样的操作一定会导致糟糕的性能(这也是vector 被设计成比较容易拷贝的值类型的原因)。所以说vector 不是在什么情况下性能都好,只有在预先知道它大小的情况下vector 的性能才是最优的。
vector的特点:
(1) 指定一块如同数组一样的连续存储,但空间可以动态扩展。即它可以像数组一样操作,并且可以进行动态操作。通常体现在push_back() pop_back() 。
(2) 随机访问方便,它像数组一样被访问,即支持[ ] 操作符和vector.at()
(3) 节省空间,因为它是连续存储,在存储数据的区域都是没有被浪费的,但是要明确一点vector 大多情况下并不是满存的,在未存储的区域实际是浪费的。
(4)在内部进行插入、删除操作效率非常低,这样的操作基本上是被禁止的。Vector 被设计成只能在后端进行追加和删除操作,其原因是vector 内部的实现是按照顺序表的原理。
(5) 只能在vector 的最后进行push 和pop ,不能在vector 的头进行push 和pop 。
(6) 当动态添加的数据超过vector 默认分配的大小时要进行内存的重新分配、拷贝与释放,这个操作非常消耗性能。所以要vector 达到最优的性能,最好在创建vector 时就指定其空间大小。
函数原型:
template<typename T>
explicit vector(); // 默认构造函数,vector对象为空
explicit vector(size_type n, const T& v = T()); // 创建有n个元素的vector对象
vector(const vector& x);
vector(const_iterator first, const_iterator last);
注:vector容器内存放的所有对象都是经过初始化的。如果没有指定存储对象的初始值,那么对于内置类型将用0初始化,对于类类型将调用其默认构造函数进行初始化(如果有其它构造函数而没有默认构造函数,那么此时必须提供元素初始值才能放入容器中)。
举例:
vector<string> v1; // 创建空容器,其对象类型为string类
vector<string> v2(10); // 创建有10个具有初始值(即空串)的string类对象的容器
vector<string> v3(5, "hello"); // 创建有5个值为“hello”的string类对象的容器
vector<string> v4(v3.begin(), v3.end()); // v4是与v3相同的容器(完全复制)
vector的操作(下面的函数都是成员函数)
bool empty() const; // 如果为容器为空,返回true;否则返回false
size_type max_size() const; // 返回容器能容纳的最大元素个数
size_type size() const; // 返回容器中元素个数
size_type capacity() const; // 容器能够存储的元素个数,有:capacity() >= size()
void reserve(size_type n); // 确保capacity() >= n
void resize(size_type n, T x = T()); // 确保返回后,有:size() == n;如果之前size()<n,那么用元素x的值补全。
reference front(); // 返回容器中第一个元素的引用(容器必须非空)
const_reference front() const;
reference back(); // 返回容器中最后一个元素的引用(容器必须非空)
const_reference back() const;
reference operator[](size_type pos); // 返回下标为pos的元素的引用(下标从0开始;如果下标不正确,则属于未定义行为。
const_reference operator[](size_type pos) const;
reference at(size_type pos); // 返回下标为pos的元素的引用;如果下标不正确,则抛出异常out_of_range
const_reference at(size_type pos) const;
void push_back(const T& x); // 向容器末尾添加一个元素
void pop_back(); // 弹出容器中最后一个元素(容器必须非空)
// 注:下面的插入和删除操作将发生元素的移动(为了保持连续存储的性质),所以之前的迭代器可能失效
iterator insert(iterator it, const T& x = T()); // 在插入点元素之前插入元素(或者说在插入点插入元素)
void insert(iterator it, size_type n, const T& x); // 注意迭代器可能不再有效(可能重新分配空间)
void insert(iterator it, const_iterator first, const_iterator last);
iterator erase(iterator it); // 删除指定元素,并返回删除元素后一个元素的位置(如果无元素,返回end())
iterator erase(iterator first, iterator last); // 注意:删除元素后,删除点之后的元素对应的迭代器不再有效。
void clear() const; // 清空容器,相当于调用erase( begin(), end())
void assign(size_type n, const T& x = T()); // 赋值,用指定元素序列替换容器内所有元素
void assign(const_iterator first, const_iterator last);
const_iterator begin() const; // 迭代序列
iterator begin();
const_iterator end() const;
iterator end();
const_reverse_iterator rbegin() const;
reverse_iterator rbegin();
const_reverse_iterator rend() const;
reverse_iterator rend();
vector对象的比较(非成员函数)
针对vector对象的比较有六个比较运算符:operator==、operator!=、operator<、operator<=、operator>、operator>=。
其中,对于operator==和operator!=,如果vector对象拥有相同的元素个数,并且对应位置的元素全部相等,则两个vector对象相等;否则不等。
对于operator<、operator<=、operator>、operator>=,采用字典排序策略比较。
注:其实只需要实现operator==和operator!=就可以了,其它可以根据这两个实现。因为,operator!= (lhs, rhs) 就是 !(lhs == rhs),operator<=(lhs, rhs) 就是 !(rhs < lhs),operator>(lhs, rhs) 就是 (rhs < lhs),operator>=(lhs, rhs) 就是 !(lhs, rhs)。
vector类的迭代器
vector类的迭代器除了支持通用的前缀自增运算符外,还支持算术运算:it + n、it - n、it2 - it1。注意it2 - it1返回值为difference_type(signed类型)。
注意,任何改变容器大小的操作都可能造成以前的迭代器失效。
应用示例
#include <iostream>
#include <cassert>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<string> v(5, "hello");
vector<string> v2(v.begin(), v.end());
assert(v == v2);
cout<<"> Before operation"<<endl;
for(vector<string>::const_iterator it = v.begin(); it < v.end(); ++it)
cout<<*it<<endl;
v.insert(v.begin() + 3, 4, "hello, world");
cout<<"> After insert"<<endl;
for(vector<string>::size_type i = 0; i < v.size(); ++i)
cout<<v[i]<<endl;
vector<string>::iterator it = v.erase(v.begin() + 3, v.begin() + 6);
assert(*it == "hello, world");
cout<<"> After erase"<<endl;
for(vector<string>::size_type i = 0; i != v.size(); ++i)
cout<<v[i]<<endl;
assert(v.begin() + v.size() == v.end());
assert(v.end() - v.size() == v.begin());
assert(v.begin() - v.end() == -vector<string>::difference_type(v.size()));
return 0;
}
程序说明:上面程序中用了三个循环输出容器中的元素,每个循环的遍历方式是不一样的。特别需要说明的是,第二个循环在条件判断中使用了size() 函数,而不是在循环之前先保存在变量中再使用。之所以这样做,有两个原因:其一,如果将来在修改程序时,在循环中修改了容器元素个数,这个循环仍然能很好 地工作,而如果先保存size()函数值就不正确了;其二,由于这些小函数(其实现只需要一条返回语句)基本上都被声明为inline,所以不需要考虑效率问题。
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