【C++阅览室】C++之Vector（容器）

本文主要是介绍【C++阅览室】C++之Vector（容器），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

vector的介绍

vector的使用

vector的定义

vector iterator 的使用

vector 空间增长问题

vector 增删查改

vector 迭代器失效问题。（重点）

vector的介绍

1、 vector 是表示可变大小数组的序列容器，可以使用连续储存空间存元素，这代表可以使用下标访问容器内的元素，和数组一样但又比数组高效，体现在可以自动控制容器大小。

2、本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小。

使用STL的三个境界：能用，明理，能扩展，那么下面学习vector，我们也是按照这个方法去学习

vector的使用

vector在实际中非常的重要，在实际中我们熟悉常见的接口就可以，下面列出了哪些接口是要重点掌握的 。

vector的定义

(constructor) 构造函数声明	接口说明
vector() （重点）	无参构造
vector （ size_type n, const value_type& val =value_type() ）	构造并初始化 n 个 val
vector (const vector& x); （重点）	拷贝构造
vector (InputIterator first, InputIterator last);	使用迭代器进行初始化构造

vector iterator 的使用

iterator 的使用	接口说明
begin + end （重点）	获取第一个数据位置的 iterator/const_iterator ，获取最后一个数据的下一个位置的 iterator/const_iterator
rbegin + rend	获取最后一个数据位置的 reverse_iterator ，获取第一个数据前一个位置的 reverse_iterator


//  vector的迭代器void PrintVector(const vector<int>& v)
{// const对象使用const迭代器进行遍历打印vector<int>::const_iterator it = v.begin();while (it != v.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;
}

vector 空间增长问题

容量空间	接口说明
size	获取数据个数
capacity	获取容量大小
empty	判断是否为空
resize （重点）	改变 vector 的 size
reserve （重点）	改变 vector 的 capacity

capacity 的代码在 vs 和 g++ 下分别运行会发现， vs 下 capacity 是按 1.5 倍增长的， g++ 是按 2 倍增长的 。这个问题经常会考察，不要固化的认为，vector 增容都是 2 倍，具体增长多少是根据具体的需求定义的。vs 是 PJ 版本 STL ， g++ 是 SGI 版本 STL 。 reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间， reserve 可以缓解 vector 增容的代价缺陷问题。resize在开空间的同时还会进行初始化，影响 size 。

vector 增删查改

vector 增删查改	接口说明
push_back （重点）	尾插
pop_back （重点）	尾删
find	查找。（注意这个是算法模块实现，不是 vector 的成员接口）
insert	在 position 之前插入 val
erase	删除 position 位置的数据
swap	交换两个 vector 的数据空间
operator[] （重点）	像数组一样访问

vector 迭代器失效问题。（重点）

迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了 封装，比如： vector 的迭代器就是原生态指针 T* 。因此 迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的 空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间 ，造成的后果是程序崩溃 ( 即 如果继续使用已经失效的迭代器， 程序可能会崩溃 ) 。

对于 vector 可能会导致其迭代器失效的操作有：

1. 会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效 ，比如： resize 、 reserve 、 insert 、 assign 、 push_back等。

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
int main()
{vector<int> v{1,2,3,4,5,6};auto it = v.begin();// 将有效元素个数增加到100个，多出的位置使用8填充，操作期间底层会扩容// v.resize(100, 8);// reserve的作用就是改变扩容大小但不改变有效元素个数，操作期间可能会引起底层容量改变// v.reserve(100);// 插入元素期间，可能会引起扩容，而导致原空间被释放// v.insert(v.begin(), 0);// v.push_back(8);// 给vector重新赋值，可能会引起底层容量改变v.assign(100, 8);/*出错原因：以上操作，都有可能会导致vector扩容，也就是说vector底层原理旧空间被释放掉，
而在打印时，it还使用的是释放之间的旧空间，在对it迭代器操作时，实际操作的是一块已经被释放的
空间，而引起代码运行时崩溃。解决方式：在以上操作完成之后，如果想要继续通过迭代器操作vector中的元素，只需给it重新
赋值即可。*/while(it != v.end()){cout<< *it << " " ;++it;}cout<<endl;return 0;
}

2. 指定位置元素的删除操作 - -erase

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
int main()
{int a[] = { 1, 2, 3, 4 };vector<int> v(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));// 使用find查找3所在位置的iteratorvector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);// 删除pos位置的数据，导致pos迭代器失效。v.erase(pos);cout << *pos << endl; // 此处会导致非法访问return 0;
}

erase 删除 pos 位置元素后， pos 位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上讲迭代器不应该会失效，但是：如果pos 刚好是最后一个元素，删完之后 pos 刚好是 end 的位置，而 end 位置是没有元素的，那么pos 就失效了。因此删除 vector 中任意位置上元素时， vs 就认为该位置迭代器失效了。

从上述两个例子中可以看到：SGI STL中，迭代器失效后，代码并不一定会崩溃，但是运行结果定定不对，如果it不在begin和end范围内，肯定会崩溃的。

迭代器失效解决办法：在使用前，对迭代器重新赋值即可。