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  • STL之vector常见用法详解
    2020-05-07 10:21:50

    摘自胡凡的《算法笔记》,仅作记录用!
    前言:
    如果要使用vector,则需要添加vector头文件,即#include<vector>,除此之外,还需要添加using namespace std;

    一、vector的定义

    1. 单独定义一个vector,可以使用vector<typename> name;其实相当于一个一维数组,只不过长度可变,能够节省空间。如果使用vector<typename> v(n)方法,则定义的是一个长度为n的数组,相当于固定了数组的长度。
    • 和一维数组一样,这里的typename可以是任何基本类型,如int,double,char,结构体等,也可以是STL标准容器,如vector,set,queue等
    • 值得注意的是,如果typename也是一个STL容器,定义的时候要记得在>>符号之间加上空格,因为一些使用C++11之前标准的编译器会把它视为移位操作,导致编译错误。
    1. 定义vector数组
    • vector<vector<int> > name;,两个维都可变长的二维数组。
    • vector<typename> Arrayname[arraySize];,这样Arrayname[0]~Arrayname[arraySize-1]中每一个都是一个vector容器

    二、vector容器内元素的访问

    1. 通过下标访问
    • 和访问普通的数组是一样的,对一个定义为vector<typename> v的vector容器,直接使用v[index]访问即可,其中 i n d e x ∈ [ 0 , v . s i z e ( ) − 1 ] index\in[0,v.size()-1] index[0,v.size()1]
    1. 通过迭代器访问
    • 迭代器可以理解为一种类似指针的东西
    • vector<typename>::iterator it;定义迭代器,得到了迭代器it之后,可以通过*it来访问vector中的元素
    1. v[i]*(v.begin()+i)是等价的。
    2. 迭代器来实现了两种自加操作和自减操作。
    3. begin()函数的作为是为取v的首元素地址,end()函数并不是为了取v的尾元素地址,而是取尾元素地址的下一个地址。它作为迭代器末尾标志,不储存任何元素。
    4. 在常用STL容器中,只有在vector和string中,才允许使用v.begin()+3这种迭代器加上整数的写法。

    三、vector常用函数

    1. push_back(),时间复杂度为 O ( 1 ) O\left(1\right) O(1)
    • push_back(x)就是在vector后面添加一个元素x
    1. pop_back(),时间复杂度为 O ( 1 ) O\left(1\right) O(1)
    • pop_back()用于删除vector的尾元素
    1. size(),时间复杂度为 O ( 1 ) O\left(1\right) O(1)
    • size()用来获得vector中元素的个数,返回的是unsigned类型,不过一般来说用%d不会出很大问题。这一点对所有STL容器都是一样的。
    1. clear(),时间复杂度为 O ( N ) O\left(N\right) O(N)
    • 用来清空vector中的所有元素
    1. insert(),时间复杂度为 O ( N ) O\left(N\right) O(N)
    • insert(it,x)用来向vector的任意迭代器it处插入一个元素x
    1. erase(),时间复杂度为 O ( N ) O\left(N\right) O(N)
    • 删除单个元素,erase(it)即删除迭代器为it处的元素。
    • 删除一个区间内的所有元素,erase(first,last)即删除[first,last)内的所有元素
    • 清空vector也可以使用v.erase(v.begin(),v.end())

    四、vector的常见用途

    1. 存储数据
    2. 用邻接表存储图
    更多相关内容
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    2017-07-17 20:03:08
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  • C++ STL之vector详解

    千次阅读 多人点赞 2022-01-04 15:08:56
    本文介绍了STLvector的常用操作以及相关的注意事项

    返回主目录

    ⭐️vector(动态数组)⭐️

    1️⃣介绍1️⃣

    vector为可变长数组(动态数组),定义的vector数组可以随时添加数值和删除元素.

    在局部函数中开vector数组,是在堆空间里面开的,与开全局变量比较类似,所以经常见到在局部函数中开大容量数组

    • 头文件
    #include < vector >
    
    • 初始化

      • 一维初始化

        vector<int>num; //定义了一个名为num的存int数据的一维数组
        vector<double>num;//定义了一个名为num的存double数据的一维数组
        vector<node>num;//node是结构体类型
        

        指定长度初始值的初始化

        vector<int> v(n);//定义一个长度为n的数组,动态定义
        vector<int> v(n,0);//所有的元素均为0
        //注意:指定数组长度之后(指定长度后的数组就相当于正常的数组了)
        //就不能使用push_back()操作了(此操作见下文)
        

        初始化中有多个元素

        vector<int> a{1, 2, 3, 4, 5};// 数组a中有五个元素
        

        拷贝初始化

        vector<int> a(n + 1, 0);
        vector<int> b(a);//两个数组中的类型必须相同,a和b都是长度为n+1,所有值都为0的数组
        
      • 二维初始化
        定义第一维固定长度为5,第二维可变化的二维数组

        vector<int>num[5];//定义可变长二维数组
        //注意:行是不可变的(只有5行),而列可变可以在指定行添加元素
        //第一维固定长度为5,第二维长度可以改变
        

        行列均可变

        //初始化二维均可变长数组
        vector<vectot<int> >num;//定义一个行和列均可变的二维数组
        

        行列长度均固定 n + 1m + 1列初始值为0

        vector<vector<int> > a(n + 1, vector<int>(m + 1, 0));
        

        c++17或者c++20支持的形式(我也不太清楚😭)

        vector a(n + 1, vector(m + 1, 0));
        

    ⭐️初始化技巧⭐️

    ⭐️简单访问⭐️

    //方式一:单个访问,假设num数组中已经有了5个元素
    cout << num[4] << "\n";  //输出第五个数据
    //一二维可变数组和普通数组的访问方法一样
    
    //方式二:遍历
    for(int i = 0; i < num.size(); i++)
    	cout << num[i] << " ";//下标范围在[0,num.size()),前开后闭
    
    //方式三:智能指针
    for(auto i : num)
    	cout << i << " ";
    

    2️⃣ 方法函数2️⃣

    知道了如何定义初始化可变数组,下面就需要知道如何添加,删除,修改数据。

    相关方法函数如下:

    c指定为数组名称

    代码含义
    c.front()返回第一个数据
    c.pop_back()删除最后一个数据 O(1)
    c.push_back(element)在尾部加一个数据 O(1)
    c.size()返回实际数据个数(unsigned类型) O(1)
    c.clear()清除元素个数 O(N),N为元素个数
    c.resize(n,v)改变数组大小为n,n个空间数值赋为v,如果没有默认赋值为0
    c.insert(it,x)向任意迭代器it插入一个元素x O(N)
    例:c.insert(c.begin()+2,-1)将-1插入c[2]的位置
    c.erase(first,last)删除[first,last)的所有元素
    c.begin()返回首元素的迭代器(通俗来说就是地址)
    c.end()返回最后一个元素后一个位置的迭代器(地址)
    c.empty()判断是否为空,为空返回真,反之返回假

    注意: end()返回的是最后一个元素的后一个位置的地址,不是最后一个元素的地址,所有容器均是如此

    以上 O(n),O(1)说的是时间复杂度

    3️⃣注意点3️⃣

    1. 排序

    使用sort排序要: sort(c.begin(),c.end());

    对所有元素进行排序,如果要对指定区间进行排序,可以对sort()里面的参数进行加减改动。

    2. 访问

    数组访问:

    上面有简单的访问演示,下面进行扩充并复习

    下标法: 和普通数组一样

    注意:一维数组的下标是从 0 0 0 v . s i z e ( ) − 1 v.size()-1 v.size()1,访问之外的数可能会出错

    迭代器法: 类似指针一样的访问 ,首先需要声明迭代器变量,和声明指针变量一样,可以根据代码进行理解(附有注释)。

    代码如下:

    vector<int> vi; //定义一个vi数组
    vector<int>::iterator it = vi.begin();//声明一个迭代器指向vi的初始位置
    

    vector数组访问相关代码:

    2.1.下标访问:

    //添加元素
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    	vi.push_back(i);
    	
    //下标访问 
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    	cout << vi[i] << " ";
    cout << "\n";
    

    2.2.迭代器访问:

    //迭代器访问
    vector<int>::iterator it;   
    //相当于声明了一个迭代器类型的变量it
    //通俗来说就是声明了一个指针变量
    
    //方式一:
    vector<int>::iterator it = vi.begin(); 
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    	cout << *(it + i) << " ";
    cout << "\n";
    
    //方式二:
    vector<int>::iterator it;
    for(it = vi.begin(); it != vi.end();it ++)
    	cout << *it << " ";
    //vi.end()指向尾元素地址的下一个地址
    

    2.3.智能指针:

    只能遍历完数组,如果要指定的内容进行遍历,需要另选方法。
    auto 能够自动识别类型。

    vector<int> v;
    v.push_back(12);
    v.push_back(241);
    for( auto i : v) 
    	cout << i << " "; // 12 241
    

    综上:

    1. vi[i] 和 *(vi.begin() + i) 等价
    2. 说明:只有vectorstring的stl容器支持*(it+i)的元素访问

    string的讲解在后续章节会有讲述

    展开全文
  • C++STL之vector详解

    千次阅读 多人点赞 2020-04-14 15:55:19
    一、STL简介 STL 是“Standard Template Library”的缩写,中文译为“标准模板库”。STL 是 C++ 标准库的一部分,不用单独安装。...例如,vector 的底层为顺序表(数组),list 的底层为双向...

    一、STL简介 

           STL 是“Standard Template Library”的缩写,中文译为“标准模板库”。STL 是 C++ 标准库的一部分,不用单独安装。
           C++ 对模板(Template)支持得很好,STL 就是借助模板把常用的数据结构及其算法都实现了一遍,并且做到了数据结构和算法的分离。例如,vector 的底层为顺序表(数组),list 的底层为双向链表,deque 的底层为循环队列,set 的底层为红黑树,hash_set 的底层为哈希表。

           STL 从根本上讲是“容器”的集合,也是组件的集合。容器包括 list、vector、set、map 等;组件包括迭代器等。STL 的目的是标准化组件。

            STL 是 C++ 的一部分,不用额外安装,被内建在支持 C++ 的编译器中。
            STL 的算法是标准算法,其实现了将已经定义好的算法应用在容器的对象上。

    更多STL介绍请看STL是什么

    二、C++ vector简介

           vector<T> 容器是包含 T 类型元素的序列容器,和 array<T,N> 容器相似,不同的是 vector<T> 容器的大小可以自动增长,从而可以包含任意数量的元素;因此类型参数 T 不再需要模板参数 N。只要元素个数超出 vector 当前容量,就会自动分配更多的空间。只能在容器尾部高效地删除或添加元素
            vector<T> 容器可以方便、灵活地代替数组。在大多数时候,都可以用 vector<T> 代替数组存放元素。只要能够意识到,vector<T> 在扩展容量,以 及在序列内部删除或添加元素时会产生一些开销;但大多数情况下,代码不会明显变慢。 为了使用 vector<T> 容器模板,需要在代码中包含头文件 #include<vector>。

             时间复杂度:该容器随机存取任何元素都能在常数时间O(1)完成,在尾端增删元素具有最佳的性能(大部分时间是常数时间,即在不需要重新分配存储空间的情况下。在一些特殊的情况下需要的时间是O(n),比如当所需要的存储空间超过了之前动态分配的空间,这时候就需要重新分配存储空间,需要进行一个数组的拷贝工作)当在vector<T>中间或者头部插入或者删除元素所需要的时间复杂度为O(n)因为我们需要将后面的元素一次向后移动一个位置。

    三、C++ vector的常用方法

    #include<iostream>
    #include<vector>
    using namespace std;
    
    //定义一个输出vector模板 
    /*为了方便打印不同类型的vector,如果vector的类型比较少
    可以使用for循环打印,例如定义一个 vector<int> num;
    输出可以用:
        //输出num中的内容 size():返回Vector元素数量的大小 
    	for(int i=0;i<num.size();i++){
    		cout<<num[i]<<" ";	//可以使用[]访问,也可以使用at()方法访问
    		cout<<num.at(i)<<" ";	//at():返回指定位置的元素    
    	}
    	cout<<endl;
    */
    template<class T>
    void printVector(T s,T e){
    	for(;s != e;++s){
    		cout<<*s<<" ";
    	}
    	cout<<endl;
    }
    
    int main(){
    	vector<int> num;    //生成存放 int 型元素的 vector<T> 容器
    	cout<<"赋值之前num的容量:"<<num.capacity()<<endl;  
        //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) 此时没有初始化,所以size() 和 capacity() 都是0;size() 返回容器目前存在的元素个数。
    
    	
    	//以初始化列表中的値作为元素初始值,生成有 6个浮点数的vector容器。
    	double a[6] = {1.1,2.6,3.8,4.9,5.6,6.6};
    	vector<double> number(a,a+6);
    	printVector(number.begin(),number.end());
    	
    	//string A[4] = {"str1","str2","str3","str4"};
    	//vector<string> str(A,A+4);
    	
    	//str有4个元素,全部初始化为 "abc" 
    	vector<string> str(4,"abc");
    	printVector(str.begin(),str.end()); 
    	
    	//向容器中添加元素 
    	for(int i=0;i<10;i++){
    		num.push_back(i);	//push_back():在Vector最后添加一个元素
    	}
    	cout<<"赋值之后num的容量:"<<num.capacity()<<endl;
    	
    	//输出num中的内容 size():返回Vector元素数量的大小 
    	for(int i=0;i<num.size();i++){
    		cout<<num[i]<<" ";	//可以使用[]访问,也可以使用at()方法访问 
    		cout<<num.at(i)<<" ";	//at():返回指定位置的元素    
    	}
    	cout<<endl; 
    	
    	//insert():插入元素到Vector中
    	num.insert(num.begin()+3,10);	//将 10 插入到下标为3的位置 
    	
    	//begin():返回第一个元素的迭代器  
    	//end():返回最末元素的迭代器(译注:实指向最末元素的下一个位置) 
    	printVector(num.begin(),num.end()); 
    	
    	//将num的一段0,1,2,3,4从下标为 3 的位置插入 
    	num.insert(num.begin()+3,num.begin(),num.begin()+5);
    	printVector(num.begin(),num.end());
    	
    	num.erase(num.begin()+3);	//删除下标为 3 位置上的元素 
    	printVector(num.begin(),num.end());
    	
    	//删除一段元素 
    	num.erase(num.begin(),num.end()-2);
    	printVector(num.begin(),num.end());
    	
    	cout<<"删除前str内容为:";
    	printVector(str.begin(),str.end());
    	//删除所有的元素
    	str.clear();
    	cout<<"删除后str内容为:";
    	printVector(str.begin(),str.end());
    	
    	return 0;
    } 

    运行结果:

     四、C++ vector的所有方法(更加详细的内容请参考C++的API:https://en.cppreference.com/w/cpp/container/vector

    展开全文
  • STL之vector扩容机制

    千次阅读 2022-03-25 15:18:45
    STL容器之vector扩容,翻翻源码,到底咋回事的

    一、背景介绍

    vector作为STL的常用容器之一,其特性和数组类似,拥有一段连续的内存空间。vector申请的是一段连续的内存,当插入新的元素内存不够时,通常会再重新申请更大的一块内存,将原来的元素拷贝过去,释放旧空间。因为内存空间是连续的,所以在进行插入和删除操作时,会造成内存块的拷贝,时间复杂度为O(n)。

    二、相关函数介绍

    2.1 resize()

    resize,即重置容器空间。当设置值小于当前容器空间时,会将目前容器中超出设置值的空间释放掉;当设置值大于当前容器空间时,会在当前空间的基础上增加容量。
    举个例子,vector当前容量为10,若使用resize(20)设置容量为20,则需要再扩容增加10个;若使用resize(5)设置容量为5,则将6-10的空间进行释放。
    空口无凭,咱直接上g++5.2源码:

          void
          resize(size_type __new_size)
          {
    		if (__new_size > size()) 
    		  _M_default_append(__new_size - size());
    		else if (__new_size < size())
    		  _M_erase_at_end(this->_M_impl._M_start + __new_size);
          }
    
    

    2.2 reserve()

    reserve,即预留容器空间。当设置值大于当前容器空间时,会增加当前容器空间的大小,源码如下:

        void
        reserve(size_type __n)
        {
          if (__n > max_size())
    	__throw_length_error(__N("vector::reserve"));
          if (capacity() < __n)
    	_M_reallocate(__n);
        }
    

    三、扩容机制(1.5倍还是2.0倍?)

    下面将在msvc编译器和gcc编译器上分别测试,直接上代码:

    #include <iostream>
    #include <vector>
    
    using namespace std;
    
    int main(){
        vector<int> dp;
        int n = 100;
        while (n--) {
            dp.push_back(n);
            cout << "size " << dp.size() << ", capacity " << dp.capacity() << endl;
        }
    }
    
    

    3.1 MSVC执行结果

    在这里插入图片描述

    3.2 GCC执行结果

    在这里插入图片描述

    3.3 总结

    显然,不同编译器在vector的扩容策略上显然不太一致,在vector的size()(当前容器所用空间)等于capacity()(当前容器总空间)时会发生扩容,msvc编译器每次是以1.5倍且向下取整的策略进行扩容,gcc编译器则是每次以2.0倍的策略进行扩容。

    无论如何,在vector的日常使用中,如果只是简单的push_back插入数据,显然会带来频繁的数据拷贝,这对程序执行效率来说影响很大,因此,在能提前考虑容量的情况下,提前使用**reserve()resize()**调整容器空间对程序性能提升很有意义。

    展开全文
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  • vector的capacity和size属性区别 vector中这两个属性很容易弄混淆。 size是当前vector容器真实占用的大小,也就是容器当前拥有多少个容器。 capacity是指在发生realloc前能允许的最大元素数,即预分配的内存空间...
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