第三章 标准库string、vector、bitset类型 —— 第二节 vector类及其迭代器

第三章 标准库string、vector、bitset类型

关于C++的几篇博客，参考人民邮电出版社的《C++ Primer 中文版》一书。

本章着重介绍标准库中的string、vector、bitset类。

第二节 标准库vector类及其迭代器

一、vector基本概念

1、vector是一种容器，是C++容器的一种，是同一种类型对象的集合。

2、vector是一个模板类（class template），每次定义时都需要用尖括号包含模板的指定类型才可以。

3、vector不是一种数据类型，而是一个模板类，vector<int>或者vector<string>的格式才表示一种数据类型。

4、重要概念 —— vector对象是动态增长的，也就是元素是可以动态增删的：

为了方便理解这个动态增长的概念，我们可以拿vector跟数组做比较。

数组：提前定义好所需要的内存空间大小，然后分配空间，然后对仅限于该空间范围内的内存进行读写操作。要想增加新的数组元素，是不可能在原数组上实现的。

vector：为了既保持连续的内存空间，又希望能动态增加元素，vector采用push_back()成员函数来实现。为了便于理解，可以简单直观地理解成：每push_back一次，都是重新开辟相应大小的连续空间，然后赋值。

二、vector对象的定义和初始化

vector类的几种构造函数vector<T> v1默认构造函数输出为空vector<T> v2(v1)将v2初始化为v1的一个副本，二者元素完全相同vector<T> v3(n, i)v3包含n个T类型取值为i的元素vector<T> v4(n)v4含有n个值初始化的元素（初始化值为多少取决于模板的数据类型。如果是int，则初始化为0；如果为string，则按照string类的默认构造函数来初始化，也就是每个元素都初始化为空字符串，依此类推；有些类不存在任何构造函数，那么就要求必须提供元素初始值）

三、vector对象的操作

vector对象的操作v.empty()如果v为空，则返回真v.size()返回元素个数，返回类型为vector<int>::size_typev.push_back( t )在v的末位增加一个值为t的元素v[n]略，n的数据类型也为vector<int>::size_type，另：下标操作不能实现添加元素v1 = v2略v1 == v2略!=, <, <=, >, >=略NOTE:

vector<int>::size_type          // right

vector::size_type                   // wrong

四、迭代器

标准库为每一种容器都定义了相应的迭代器类型。迭代器是一种检查容器内元素并遍历元素的数据类型。任何容器的迭代器都符合这个定义，满足这种属性，虽然不同容器的迭代器之间略有不同。那么问题来了，用下标不是可以直接访问容器元素的吗？干嘛还要定义迭代器这种东东？因为在标准库中，只有少数的容器才支持下标操作，而迭代器却适用于所有容器，也就是它提供了比下标操作更通用的方法。

1、基本定义：

vector<int>::iterator iter;         // 定义一个对应于vector<int>这种类型的容器的迭代器对象，命名为iter。iterator是vector模板类的一个成员。

2、begin和end操作：

简单直观地，可以将iterator理解为可指向容器任意元素的指针。

vector<int> v;vector<int>::iterator iter = v.begin();          // 如果v不为空，则iter指向v的第一个元素iter = v.end();                                                  // 如果v不为空，则iter指向v最后一个元素的下一个，即一个不存在的元素，end()只是为了告诉我们所有元素都已经处理完                                                                          // 如果v为空，则v.begin()和v.end()返回值相同

3、用迭代器访问容器元素：

之所以可以理解迭代器为指针，就在于，迭代器可以通过*操作符实现所指向位置的元素取值。

vector<int>::iterator iter = v.begin();          // iter指向v的第一个元素*iter = 0;                                                          // 将第一个元素的值置为0++iter;                                                              // iter现在指向第二个元素int n = 5iter = iter + n;                                                 // iter由第二个元素改为指向第七个元素vector<int>::iterator iter2 = v.begin();vector<int>::difference_type distance = iter2 - iter;          // 计算两个迭代器的距离时，返回类型应为difference_type（signed类型）

例1：

// 用for循环将容器的每个元素设置为0for(vector<int>::iterator iter = v.begin(); iter!=v.end(); ++iter)      *iter = 0;

4、const_iterator: 元素只读迭代器

例2：

for(vector<int>::const_iterator iter = v.begin(); iter!=v.end(); ++iter)  {      *iter = 0;                                                       // error      std::cout << *iter <<std::endl;                   // ok }

例2总结：const_iterator类型的对象，其本身可以改变，但其指向的元素不可改变。

例3：

const vector<int>::iterator iter = v.begin();*iter = 0;                                                           // ok++iter;                                                               // error

例3总结：要区分const_iterator和const的iterator。与例2相反，const的iterator，其本身不可改变，但其指向的元素可以改变。

5、任何改变容器长度的操作都会使已存在的迭代器失效。究其原因，可以这样理解：我们上面说过容器的空间是动态增长的，当push_back增加新元素进去时，重新开辟新的数量的内存空间，然后把新旧元素都放在新的空间中。这时地址已经发生变化了，如果再用之前定义的迭代器，其指向的空间其实已经被释放掉了，无意义了。