向量 vector

向量（vector）可以看成是“动态数组”，即可以保存的元素个数是可变的。

与数组相比，使用向量时要注意：向量的大小是可变的。开始时向量为空，随着不断插入元素，向量自动申请空间，容量变大。

vector动态增长基本原理：当插入新元素的时候，如果空间不足，那么vector会重新申请更大的一块内存空间，将原空间数据拷贝到新空间，释放旧空间，再把新元素插入到新申请空间。

一、定义

1、定义vector：

vector<typename> name;  //typename可以是任何基本类型，也可以是STL容器
vector<vector<typename> > name;  //c++11之前会将>>视为移位操作，所以要加空格> >

2、定义vector数组：

vector<typename> Arrayname[arraySize]; 
//与vector<vector<typename> >不同的是,一维已经固定长度为arraySize

二、vector的初始化

vector有4种方式初始化，有直接初始化，也要通过拷贝构造函数初始化。

int main(int argc, const char * argv[]) {

    //直接构造函数初始化
    vector<int> v1;
    v1.push_back(1);
    v1.push_back(2);
    v1.push_back(3);
    v1.push_back(4);
    
    //通过拷贝构造函数初始化
    vector<int> v2 = v1;
    
    //使用部分元素来构造
    vector<int> v3(v1.begin(), v1.begin() + 1);
    vector<int> v4(v1.begin(), v1.end());
    
    //存放三个元素，每个元素都是9
    vector<int> v5(3,9);
    
    int arr[] = {2,3,6,7};
    vector<int> v5(arr, arr + sizeof(arr)/sizeof(int));
    
    return 0;
}

三、vector的赋值

vector<int> v;
v.assign(5,1);

vector<int> v1;
v1.assign(v.begin(), v.end());

vector<int> v2;
v2 = v1;

四、vector的添加和删除

既然vector是容器，那么就可以向这个容器添加删除元素。

基本用法：

• front() 返回头部元素的引用，可以当左值

• back() 返回尾部元素的引用，可以当左值

• begin() 向量的第一个元素的位置，返回第一个元素迭代器

• end() 向量的结束位置。注意，返回的迭代器是最后一个元素的后面位置，不是最后一个元素的迭代器

• push_back()添加元素，只能尾部添加

• pop_back()移除元素，只能在尾部移除

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //定义一个vector容器
    vector<int> v1;
    
    //插入元素(尾部插入)
    v1.push_back(1);
    v1.push_back(2);
    v1.push_back(3);
    
    //迭代器遍历打印
    for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    //修改头部元素的值(front()返回是引用，可以当左值)
    v1.front() = 44;
    
    //输出头部元素
    cout<< "头部元素:" << v1.front() << endl;
    
    //修改尾部的值(back()返回是引用，可以当左值)
    v1.back() = 99;
    
    //输出尾部元素
    cout << "尾部元素" << v1.back() <<endl;
    
    //删除元素(从尾部删除)
    v1.pop_back();
    
    //迭代器遍历打印
    for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    return 0;
}

五、vector的push_back强化

push_back是在当前vector的内存末尾拷贝元素进入容器。注意这个地方可能产生浅拷贝，所以容器中的对象要支持拷贝操作。另外，如果vector初始化了个数，而不初始化具体的值，push_back也只会在最后面追加。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //初始化10个元素的容器
    vector<int> v(10);
    
    //打印容器大小
    cout << v.size() << endl;
    
    //push_back添加元素
    v.push_back(100);
    
    //打印容器大小
    cout << v.size() << endl;
    
    //遍历后的结果是  0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    return 0;
}

六、vector的插入元素

vector在尾部添加或者移除元素非常快，在中间操作非常耗时，因为它需要移动元素

vector提供了insert函数，结合迭代器位置插入指定的元素。如果迭代器位置越界，会抛出异常。

insert() 函数有3种用法：
第1种语法:
iterator insert( iterator loc, const TYPE &val );
参数的含义：在指定位置loc前插人值为val的元素，返回指向这个元素的选代器。

第2种语法:
void insert( iterator loc, size_ type num, const TYPE &val );
参数的含义：在指定位置loc前插人num个值为val的元素。

第3种语法:
void insert( iterator loc, input iterator start, input_ iterator end );
参数的含义：在指定位置loc前插人区间 [start, end] 的所有元素。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //初始化vector对象
    vector<int> v1(10);
    
    //在指定的位置插入元素10的拷贝
    v1.insert(v1.begin() + 3, 10);
    
    //在指定的位置插入3个元素11的拷贝
    v1.insert(v1.begin(), 3, 11);
    
    //遍历
    for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    return 0;
}

七、vector的删除元素

vector的删除，是根据位置进行删除，如果想要删除某个元素，需要找到当前元素的迭代器位置，再进行删除。

erase(iterator)函数，删除后会返回当前迭代器的下一个位置。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //1 创建容器并初始化
    vector<int> v1(10);
    for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
        v1[i] = i;
    }
    
    //2 区间删除
    //--2.1 删除前3个元素
    v1.erase(v1.begin(), v1.begin() + 3);
    
    //--2.2 删除指定位置的元素
    v1.erase(v1.begin() +3);
    
    //3 根据元素的值进行删除,删除值为2的元素
    v1.push_back(2);
    v1.push_back(2);
    vector<int>::iterator it = v1.begin();
    while (it != v1.end()) {
        if (*it == 2) {
            it = v1.erase(it);   //删除后，迭代器指针会执行下一个位置并返回。
        }else{
            it++;
        }
    }
    
    //4 遍历打印
    for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    return 0;
}

八、vector的访问

vector容器可以随机存取元素，也就是说支持[]运算符和at方式存取。

vector的遍历有多种方式，可以根据[]或者迭代器遍历。需要注意的是：

• []方式，如果越界或出现其他错误，不会抛出异常，可能会崩溃，可能数据随机出现
• at方式，如果越界或出现其他错误，会抛出异常，需要捕获异常并处理
• 迭代器提供了逆向遍历，可以通过迭代器来实现逆向遍历，当然上面两种方式也可以

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //创建vector
    vector<int> v1;
    
    //插入元素
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    
    //遍历-[]取值
    for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
        cout << v1[i] << " ";
    }
    cout << endl;
   
    //遍历-at取值
    for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
        cout << v1.at(i) << " ";
    }
    cout << endl;

    //遍历-迭代器遍历
    for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    //遍历-迭代器逆向遍历
    for (vector<int>::reverse_iterator it = v1.rbegin(); it != v1.rend(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    //测试越界
    cout << "[]越界:" << v1[20] << endl;      //不会抛出异常，可能会崩溃，可能会乱码
    cout << "at越界:" << v1.at(20) << endl;   //会抛出异常，需要捕获异常
    
    return 0;
}

九、vector总结

1. 访问vector信息
   访问vector信息的函数有max_size、 size()、 capacity() 和 empty()。
   max_size 返回 vector 可以最多容纳元素的数量；
   size() 返回 vector 当前元素的数量；
   resize() 重新设定向量的大小，即可以保存多少个元素
   capacity() 返回 vector 所能容纳的元素数量(在不重新分配内存的情况下)；
   empty() 判断vector 是否为空，为空时返回TRUE，否则返回FALSE。
   clear() 清除向量所有的元素，size变为0
2. 存储vector信息
   存储vector信息可以使用构造函数、push_back()、insert()、数组运算符、赋值运算符、pop_back()、erase()、begin()、 end()、rbegin()、 rend()、 size、 maxsize 等。