【STL記錄】Containers--Vectors

Vector相似於一個動態數組

使用vector，需加入頭文件：

#include <vector>

1、Abilities of Vectors

Vector複製全部元素到它的內部動態數組中。一般這些元素是有必定順序的，所以vector是一種有序集合。

Vector提供隨機訪問，若是知道元素的位置，能夠直接訪問元素。

當在尾部插入和刪除元素時，vector表現很好；但在中間或前端插入、刪除元素時，則較慢。

1.Size and Capacity

    Vector除了提供經常使用的操做size()，empty()，和max_size()，還提供了一個capacity()函數，用來返回一個vector在它的實際內存中所包含的元素個數。一旦超出了這個capacity，vector將重新分配它的內部內存。

capacity的重要性有兩個方面：

• 再分配（reallocation）使得vector的引用，指針和iterators都失效
• 再分配（reallocation）須要花費必定時間

 爲了不再分配（reallocation），可使用reserve()函數來確保capacity：

vector<int> v;    //create an empty vector
v.reserve(80);    //reserve memory for 80 elements

調用reserve()並不能收縮容量（capacity）。若是調用reserve()的參數小於當前的capacity，那麼這個操做是no-op。

若是沒有調用reserve()設置容量，在插入數據前，將分配一塊內存（例如2K）來存放數據，這樣就會形成內存浪費。

C++11介紹了一個新的函數：a nonbinding request to shrink the capacity to fit the current number of elements

v.shrink_to_fit();  //request to shrink memory

2.Constructors and destructor of vector

Table 1.Constructors and destructor

Operation	Effect
vector<Elem> c	Default constructor：建立一個空的vector
vector<Elem> c(c2)	Copy constructor：經過複製c2建立c
vector<Elem> c = c2	Copy constructor：經過複製c2建立c
vector<Elem> c(rv)	Move constructor：creates a new vector,taking the contents of the rvalue rv
vector<Elem> c = rv	Move constructor：creates a new vector,taking the contents of the rvalue rv
vector<Elem> c(n)	使用默認構造函數建立一個有n個元素的vector
vector<Elem> c(n, elem)	建立一個有n個元素的vector，而且使用elem初始化
vector<Elem> c(beg, end)	建立一個使用範圍[beg，end)初始化的vector
vector<Elem> c(initList)	建立一個使用initList初始化的vector
vector<Elem> c = initList	建立一個使用initList初始化的vector
c.~vector()	銷燬全部元素並釋放內存

2、Vector Operations

1.Nonmodifying Operations

Operation	Effect
c.empty()	返回容器是否爲空（至關於size() == 0）
c.size()	返回當前元素的個數
c.max_size()	返回可能存在元素的最大個數
c.capacity()	返回沒有再分配的元素的最大個數
c.reserve(num)	擴展capacity
c.shrink_to_fit()	收縮capacity，適應元素個數
c1 == c2	返回c1是否等於c2
c1 != c2	返回c1是否不等於c2
c1 < c2	返回c1是否小於c2
c1 > c2	返回c1是否大於c2
c1 <= c2	返回c1是否小於等於c2
c1 >= c2	返回c1是否大於等於c2

2.Assignments 

Operation	Effect
c = c2	將c2全部的元素賦給c
c = rv	Move assigns all elements of the rvalue rv to c
c = initList	將initList賦給c
c.assign(n, elem)	將值val賦給c的每個元素
c.assign(beg, end)	將[beg，end)範圍的值分配給c
c.assign(initList)	將initList的值分配給c
c1.swap(c2)	交換c1和c2的數據
swap(c1, c2)	交換c1和c2的數據

 3.Element Access

Operation	Effect
c[idx]	返回索引爲idx的元素（沒有邊界檢查）
c.at(idx)	返回索引爲idx的元素（當idx超出邊界，拋出range-error異常）
c.front()	返回第一個元素（不檢查第一個元素是否存在）
c.back()	返回最後一個元素（不檢查最後一個元素是否存在）

 4.Inserting and Removing Elements

Insert and Remove Operations

Operation	Effect
c.push_back(elem)	將elem附加到末尾
c.pop_back()	移除最後一個元素，不返回
c.insert(pos, elem)	將elem插入到pos以前的位置，並返回新元素的位置
c.insert(pos, n, elem)	在pos以前的位置開始插入n個elem，並返回新插入的第一個元素的位置
c.insert(pos, beg, end)	將[beg, end)的值插入到從pos以前的位置，並返回第一個新元素的位置
c.insert(pos, initlist)	將initlist的值插入到從pos以前的位置，並返回第一個新元素的位置
c.emplace(pos, args...)	將args插入到pos以前的位置，並返回第一個新元素的位置
c.emplace_back(args...)	將args附加到末尾
c.erase(pos)	移除pos所指的元素，並返回下一個元素位置
c.erase(beg, end)	移除範圍[beg，end)的元素，並返回下一個元素的位置
c.resize(num)	設置元素個數爲num，若是增加了，使用默認構造函數初始化
c.resize(num, elem)	設置元素個數爲num，若是增加了，使用elem初始化
c.clear()	移除全部元素

例如，移除第一個元素：

vector<Elem> coll;
...
//remove first element with value val
vector<Elem>::iterator pos;
pos = find(coll.begin(), coll.end(), val);
if(pos != coll.end()) {
    coll.earse(pos);
}

3、Example of Using Vector

#include<vector>
#include<iostream>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<iterator>
using namespace std;

int main()
{
	//create empty vector for stirng
	vector<string> sentence;
	
	//reserve memory for elements to avoid reallocation
	sentence.reserve(5);
	
	//append some element
	sentence.push_back("Hello,");
	sentence.insert(sentence.end(), { "how", "are", "you", "?"});
	
	//print elements separated with spaces
	copy(sentence.cbegin(), sentence.cend(),
	     ostream_iterator<string>(cout, "  "));
	cout << endl;
	
	//print "technical data"
	cout << "max_size(): " << sentence.max_size() << endl;
	cout << "size(): " << sentence.size() << endl;
	cout << "capacity(): " << sentence.capacity() << endl;
	
	//swap second and fourth element
	swap(sentence[1], sentence[3]);
	
	//insert element "always" before element "?"
	sentence.insert(find(sentence.begin(), sentence.end(), "?"), "always");
	
	//assign "!" to the last element
	sentence.back() = "!";
	
	//print elements separated with space
	copy(sentence.cbegin(), sentence.cend(),
	     ostream_iterator<string>(cout, " "));
	cout << endl;
	
	//print some technical data again
	cout << "size(): " << sentence.size() << endl;
	cout << "capacity(): " << sentence.capacity() << endl;
	
	//delete last two elements
	sentence.pop_back();
	sentence.pop_back();
	//shrink capacity 
	sentence.shrink_to_fit();
	
	//print some technical data again
	cout << "size(): " << sentence.size() << endl;
	cout << "capacity(): " << sentence.capacity() << endl;
	
}

輸出：