容器介绍之Vector

STL提供两种不同的容器：顺序容器，关联容器。Vector是顺序容器的一种。 
vector是以一个动态数组来管理数据，它能随机访问，在vector的尾部加入或是删除元素是非常的快的。但在中间或首部插入元素或删除元素是很耗时的。他只能向后插入元素，所以它只有push_back,pop_back函数。 
以下转载自：http://www.cnblogs.com/ahuo/archive/2007/08/09/849489.html 
Vector总览 
vector是C++标准模板库中的部分内容，它是一个多功能的，能够操作多种数据结构和算法的模板类和函数库。vector之所以被认为是一个容器，是因为它能够像容器一样存放各种类型的对象，简单地说，vector是一个能够存放任意类型的动态数组，能够增加和压缩数据。 
为了可以使用vector，必须在你的头文件中包含下面的代码： 
#include <vector> 

vector属于std命名域的，因此需要通过命名限定，如下完成你的代码： 
using std::vector; 
vector<int> vInts; 

在后面的操作中全局的命名域方式会造成一些问题。vector容器提供了很多接口，下面列出vector的成员函数和操作。 

Vector成员函数 
函数表述 
c.assign(beg,end)  将[beg; end)区间中的数据赋值给c。 
c.assign(n,elem)   将n个elem的拷贝赋值给c。 

c.at(idx)  传回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range。 
c.back() 传回最后一个数据，不检查这个数据是否存在。 
c.begin() 传回迭代器重的可一个数据。 

c.capacity() 返回容器中数据个数。 
c.clear() 移除容器中所有数据。 
c.empty() 判断容器是否为空 
c.end() 指向迭代器中的最后一个数据地址。 

c.erase(pos) 删除POS位置上的元素。 
c.erase(beg,end) 删除[beg,end)区间的数据，传回下一个数据的位置。 
c.front() 传回地一个数据。 
get_allocator 使用构造函数返回一个拷贝。 

c.insert(pos,elem) //在一个位置插入一个，多个或一段范围的数据。 
c.insert(pos,n,elem) 
c.insert(pos,beg,end) 

c.max_size() 返回容器中最大数据的数量。 

c.pop_back() 删除最后一个数据。 
c.push_back(elem) 在尾部加入一个数据。 

c.rbegin() 传回一个逆向队列的第一个数据。 
c.rend() 传回一个逆向队列的最后一个数据的下一个位置。 

c.resize(num) 重新指定队列的长度。 
c.reserve() 保留适当的容量。 
c.size() 返回容器中实际数据的个数 
。 
c1.swap(c2) 将c1和c2元素互换。 
swap(c1,c2) 同上操作。 

vector<Elem> c 
vector <Elem> c1(c2) 
vector <Elem> c(n) 
vector <Elem> c(n, elem) 
vector <Elem> c(beg,end) 
c.~ vector <Elem>() 

Vector操作 函数描述 
operator[] 返回容器中指定位置的一个引用。 


创建一个vector 
vector容器提供了多种创建方法，下面介绍几种常用的。 
创建一个Widget类型的空的vector对象： 
vector<Widget> vWidgets; 
//     ------ 
//      | 
//      |- Since vector is a container, its member functions 
//         operate on iterators and the container itself so 
//         it can hold objects of any type. 

创建一个包含500个Widget类型数据的vector： 
vector<Widget> vWidgets(500); 

创建一个包含500个Widget类型数据的vector，并且都初始化为0： 
vector<Widget> vWidgets(500, Widget(0)); 

创建一个Widget的拷贝： 
vector<Widget> vWidgetsFromAnother(vWidgets); 

向vector添加一个数据 
vector添加数据的缺省方法是push_back()。push_back()函数表示将数据添加到vector的尾部，并按需要来分配内存。例如：向vector<Widget>中添加10个数据，需要如下编写代码： 
for(int i= 0;i<10; i++) 
    vWidgets.push_back(Widget(i)); 

获取vector中制定位置的数据 
很多时候我们不必要知道vector里面有多少数据，vector里面的数据是动态分配的，使用push_back()的一系列分配空间常常决定于文件或一些数据源。如果你想知道vector存放了多少数据，你可以使用empty()。获取vector的大小，可以使用size()。例如，如果你想获取一个vector v的大小，但不知道它是否为空，或者已经包含了数据，如果为空想设置为-1，你可以使用下面的代码实现： 
int nSize = v.empty() ? -1 : static_cast<int>(v.size()); 

访问vector中的数据 
使用两种方法来访问vector。 
1、   vector::at() 
2、   vector::operator[] 
operator[]主要是为了与C语言进行兼容。它可以像C语言数组一样操作。但at()是我们的首选，因为at()进行了边界检查，如果访问超过了vector的范围，将抛出一个例外。由于operator[]容易造成一些错误，所有我们很少用它，下面进行验证一下： 
分析下面的代码： 
vector<int> v; 
v.reserve(10); 

for(int i=0; i<7; i++) 
    v.push_back(i); 

try 
{ 
int iVal1 = v[7];  // not bounds checked - will not throw 
int iVal2 = v.at(7); // bounds checked - will throw if out of range 
} 
catch(const exception& e) 
{ 
cout << e.what(); 
} 

我们使用reserve()分配了10个int型的空间，但并不没有初始化。如下图所示： 

你可以在这个代码中尝试不同条件，观察它的结果，但是无论何时使用at()，都是正确的。 

删除vector中的数据 
vector能够非常容易地添加数据，也能很方便地取出数据，同样vector提供了erase()，pop_back()，clear()来删除数据，当你删除数据的时候，你应该知道要删除尾部的数据，或者是删除所有数据，还是个别的数据。在考虑删除等操作之前让我们静下来考虑一下在STL中的一些应用。 

Remove_if()算法 
现在我们考虑操作里面的数据。如果要使用remove_if()，我们需要在头文件中包含如下代码：： 
#include <algorithm> 

         Remove_if()有三个参数： 
1、   iterator _First：指向第一个数据的迭代指针。 
2、   iterator _Last：指向最后一个数据的迭代指针。 
3、   predicate _Pred：一个可以对迭代操作的条件函数。 

条件函数 
条件函数是一个按照用户定义的条件返回是或否的结果，是最基本的函数指针，或者是一个函数对象。这个函数对象需要支持所有的函数调用操作，重载operator()()操作。remove_if()是通过unary_function继承下来的，允许传递数据作为条件。 
例如，假如你想从一个vector<CString>中删除匹配的数据，如果字串中包含了一个值，从这个值开始，从这个值结束。首先你应该建立一个数据结构来包含这些数据，类似代码如下： 
#include <functional> 
enum findmodes 
{ 
FM_INVALID = 0, 
FM_IS, 
FM_STARTSWITH, 
FM_ENDSWITH, 
FM_CONTAINS 
}; 
typedef struct tagFindStr 
{ 
UINT iMode; 
CString szMatchStr; 
} FindStr; 
typedef FindStr* LPFINDSTR; 

然后处理条件判断： 
class FindMatchingString 
    : public std::unary_function<CString, bool> 
{ 
     
public: 
  FindMatchingString(const LPFINDSTR lpFS) : m_lpFS(lpFS) {} 
     
  bool operator()(CString& szStringToCompare) const 
  { 
     bool retVal = false; 

     switch(m_lpFS->iMode) 
     { 
     case FM_IS: 
       { 
         retVal = (szStringToCompare == m_lpFDD->szMatchStr); 
         break; 
       } 
     case FM_STARTSWITH: 
       { 
         retVal = (szStringToCompare.Left(m_lpFDD->szMatchStr.GetLength()) 
               == m_lpFDD->szWindowTitle); 
         break; 
       } 
     case FM_ENDSWITH: 
       { 
         retVal = (szStringToCompare.Right(m_lpFDD->szMatchStr.GetLength()) 
               == m_lpFDD->szMatchStr); 
         break; 
       } 
     case FM_CONTAINS: 
       { 
         retVal = (szStringToCompare.Find(m_lpFDD->szMatchStr) != -1); 
         break; 
       } 
     } 
         
     return retVal; 
} 
         
private: 
    LPFINDSTR m_lpFS; 
}; 

通过这个操作你可以从vector中有效地删除数据： 
// remove all strings containing the value of 
// szRemove from vector<CString> vs. 

FindStr fs; 
fs.iMode = FM_CONTAINS; 
fs.szMatchStr = szRemove; 

vs.erase(std::remove_if(vs.begin(), vs.end(), FindMatchingString(&fs)), vs.end()); 

Remove_if()能做什么？ 你可能会疑惑，对于上面那个例子在调用remove_if()的时候还要使用erase()呢？这是因为大家并不熟悉STL中的算法。Remove(),remove_if()等所有的移出操作都是建立在一个迭代范围上的，那么不能操作容器中的数据。所以在使用remove_if()，实际上操作的时容器里数据的上面的。思考上面的例子： 
1、   szRemove = “o”. 
2、   vs见下面图表中的显示。 

                                                             

观察这个结果，我们可以看到remove_if()实际上是根据条件对迭代地址进行了修改，在数据的后面存在一些残余的数据，那些需要删除的数据。剩下的数据的位置可能不是原来的数据，但他们是不知道的。 
调用erase()来删除那些残余的数据。注意上面例子中通过erase()删除remove_if()的结果和vs.enc()范围的数据。 


压缩一个臃肿的vector 
很多时候大量的删除数据，或者通过使用reserve()，结果vector的空间远远大于实际需要的。所有需要压缩vector到它实际的大小。resize()能够增加vector的大小。Clear()仅仅能够改变缓存的大小，所有的这些对于vector释放内存等九非常重要了。如何来解决这些问题呢，让我们来操作一下。 
我们可以通过一个vector创建另一个vector。让我们看看这将发生什么。假定我们已经有一个vector v，它的内存大小为1000，当我们调用size()的时候，它的大小仅为7。我们浪费了大量的内存。让我们在它的基础上创建一个vector。 
std::vector<CString> vNew(v); 
cout << vNew.capacity(); 

vNew.capacity()返回的是7。这说明新创建的只是根据实际大小来分配的空间。现在我们不想释放v，因为我们要在其它地方用到它，我们可以使用swap()将v和vNew互相交换一下？ 
    vNew.swap(v); 
    cout << vNew.capacity(); 
    cout << v.capacity(); 

有趣的是：vNew.capacity()是1000，而v.capacity()是7。 
现在是达到我的目的了，但是并不是很好的解决方法，我们可以像下面这么写： 
    std::vector<CString>(v).swap(v); 

你可以看到我们做了什么？我们创建了一个临时变量代替那个命名的，然后使用swap(),这样我们就去掉了不必要的空间，得到实际大小的v。 


for(int i = 0;i < ClientHotFixList->size();i++) 
{ 
  std::string strTemp = ClientHotFixList->at(i); 
  printf("%s",strTemp.c_str()); 
} 

利用Vector 也可以实现二维数组的作用： 
vector< vector<int> > Array( 10, vector<int>(0) ); 
所以每一行的长度是可以变化的。之所以用到vector<int>(0)是对vector初始化，否则不能对vector存入元素。 
定义一个行列都是变化的数组。 
vector< vector<int> > Array; 

Vector对元素的要求：有默认构造函数，拷贝构造函数，赋值运算符，在析构函数里能被处理掉。 

优点：(1) 不指定一块内存大小的数组的连续存储，即可以像数组一样操作，但可以对此数组
          进行动态操作。通常体现在push_back() pop_back()
      (2) 随机访问方便，即支持[ ]操作符和vector.at()
      (3) 节省空间。
缺点：(1) 在内部进行插入删除操作效率低。
      (2) 只能在vector的最后进行push和pop，不能在vector的头进行push和pop。
      (3) 当动态添加的数据超过vector默认分配的大小时要进行整体的重新分配、拷贝与释 放 


结论 
我希望这个文档可以给那些使用STL vector容器的开发者很有价值的参考。我也希望通过阅读这篇文章你可以放心地使用vector来代替C语言中的数据了。