C++vector容器

咱們在聲明數組的時候，採用的是datatype array[len]的形式，數組在分配以後，不能調整大小，刪除和插入數據時操做十分的繁瑣，雖然能夠採用鏈表，可是鏈表的操做更麻煩，咱們但願有更簡單的方法。

與string類同樣, 向量vector 同屬於STL（Standard Template Library,標準模板庫）中的定義的類, vector是一個封裝了動態數組的順序容器（Sequence Container），它可以存放各類類型的數據和對象。

能夠簡單的認爲vector容器是一個可以存聽任意類型的動態數組，與數組相比，vector容器的優勢在於它可以根據須要自動調整的大小，隨時放入更多的元素。此外, vector也提供了成員函數對自身進行操做。

1、容器的定義

首先，若是要在程序中使用vector容器，必須包含頭文件 \<vector\>。以下：

#include <vector>

vector類是一個模板類，位於std命名空間內，爲方便使用還須要增長：

using namespace std;

聲明一個容器很簡單：

vector<int> vi;              // 定義用於存放整數的容器
vector<double> vd;         // 定義用於存放浮點數的容器
vector<string> vs;           // 定義用於存放string字符串的容器
vector<struct st_girl> vgirl;  // 定義用於存放超女結構體的容器
vector<CGirl> vGirl;         // 定義用於存放超女類的容器

vector容器能夠存放C語言的基本數據類型，能夠存放結構體，還能夠存放類，這正是咱們想要的簡單的方法，鏈表？我已經有二十年沒有用它了。

2、容器的使用

vector的功能強大，成員函數不少，我不想按普通教程的方式來介紹它，那樣會太煩鎖，我根據實際開發中應用的場景，採用示例程序介紹vector經常使用的用法。

一、存放整數

示例（book220.cpp）

/*
 * 程序名：book220.cpp，此程序用於演示C++容器存放整數
 * 做者：C語言技術網(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h> 
#include <vector>      // vector須要的頭文件
#include <algorithm>   // sort函數須要的頭文件

int main () 
{ 
  int height=0;             // 存放從鍵盤輸入的超女身高
  std::vector<int> vheight; // 存放超女身高的容器

  while (true)
  {
    printf("請輸入超女身高（0-結束輸入）：");
    scanf("%d",&height);         // 接受鍵盤輸入的數據
    if (height==0) break;        // 0-結束輸入
    vheight.push_back(height);   // 把數據追加入容器
  }

  for (int ii=0;ii<vheight.size();ii++) // 顯示排序前容器中的記錄
  { 
    printf("vheight[%d]=%d\n",ii,vheight[ii]);
  }

  sort(vheight.begin(),vheight.end());  // 容器中的記錄排序

  for (int ii=0;ii<vheight.size();ii++) // 顯示排序後容器中的記錄
  { 
    printf("vheight[%d]=%d\n",ii,vheight[ii]);
  }

  // vheight.clear();  // 清空容器，能夠不寫。
}

運行效果

程序解釋以下：

std::vector<int> vheight;   // 聲明容器用於存放整數，超女身高，單位是cm。

void push_back(const T& x)成員函數：向容器尾部增長一個元素x，x就是您要向容器中增長的變量，在本示例中是一個整數，注意，參數x是一個引用，要用變量的名稱，不是變量的地址，如vheight.push_back(height);。

int size()成員函數：返回容器中數據的元素總數。

像數組同樣訪問容器：容器像數組同樣，能夠用數組的下標訪問，vheight[0]表示容器的第1個元素，vheight[n]表示容器的第n+1個元素。注意，採用下標方式放問容器的時候，下標不要越界，不然可能會引發內存溢出。

iterator begin()成員函數：返回容器頭指針，指向第一個元素。

iterator end()成員函數：返回容器尾指針，指向容器最後一個元素的下一個位置。

容器中的元素排序：採用sort()函數對容器中的元素進行排序。如sort(vheight.begin(),vheight.end());表示對容器中所有的元素進行排序。

void clear()：清空容器中的所有元素，注意兩點：1）容器被聲明的時候，原本就是空的；2）容器是類，有析構函數，析構函數中會自動清空容器中的元素，釋放內存資源，不須要程序員擔憂。可是，程序員也能夠調clear()函數手工清空容器中的元素。

示例book220.cpp程序展現了vector容器10%的功能和成員函數，可是，在實際開發中，對容器的操做，95%的內容就是這些。

二、存放字符串

示例（book222.cpp）

/*
 * 程序名：book222.cpp，此程序用於演示C++容器存放字符串
 * 做者：C語言技術網(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h> 
#include <string.h>    
#include <string>       // string須要的頭文件
#include <vector>       // vector須要的頭文件

int main () 
{ 
  char strtmp[50];                // 存放姓名的臨時變量
  std::string name;               // 存放從鍵盤輸入的超女姓名
  std::vector<std::string> vname; // 存放超女姓名的容器

  while (true)
  {
    printf("請輸入超女姓名（0-結束輸入）：");
    scanf("%s",strtmp);               // 接受鍵盤輸入的數據
    if (strcmp(strtmp,"0")==0) break; // 0-結束輸入
    vname.push_back(strtmp);          // 把數據追加入容器
  }

  for (int ii=0;ii<vname.size();ii++) // 顯示容器中的記錄
  { 
    printf("vname[%d]=%s\n",ii,vname[ii].c_str());
  }
}

運行效果

注意幾個問題：

1）用容器存放字符串，數據類型用string，不是C語言用0結尾的字符數組char []，string是一個變量，char []是一組變量。

2）用vname.push_back()成員函數把數據追加到容器中，參數的類型能夠是string，也能夠是char[]，可是，這並非vector的特徵，而是string的特徵，容器聲明的是string類型，string的構造函數支持char []，表面上看push_back()進去的是char []，實際上會被轉換爲string。

三、存放結構體

示例（book225.cpp）

/*
 * 程序名：book225.cpp，此程序用於演示C++容器存放結構體
 * 做者：C語言技術網(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h> 
#include <string.h>    
#include <vector>       // vector須要的頭文件

struct st_girl       // 超女數據結構
{
  char name[50];     // 姓名
  int  age;          // 年齡
};

int main () 
{ 
  struct st_girl stgirl;             // 超女數據結構
  std::vector<struct st_girl> vgirl; // 存放超女結構體的容器

  strcpy(stgirl.name,"西施"); stgirl.age=18;
  vgirl.push_back(stgirl);

  strcpy(stgirl.name,"楊玉環"); stgirl.age=28;
  vgirl.push_back(stgirl);

  // 採用數組下標訪問容器中的記錄
  for (int ii=0;ii<vgirl.size();ii++) 
  { 
    printf("vgirl[%d].name=%s,vgirl[%d].age=%d\n",\
            ii,vgirl[ii].name,ii,vgirl[ii].age);
  }

  // 把容器中的記錄複製到結構體
  for (int ii=0;ii<vgirl.size();ii++) 
  { 
    memcpy(&stgirl,&vgirl[ii],sizeof(struct st_girl));
    printf("stgirl.name=%s,stgirl.age=%d\n",stgirl.name,stgirl.age);
  }
}

運行結果

總的來講，存放結構體的容器和數組的用法基本相同。

在book225.cpp中，採用了memcpy函數，它是C語言的庫函數，用於內存中的數據複製，聲明以下：

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);

dest：指向用於存儲複製內容的目標地址，類型強制轉換爲 void* 指針。

src：指向要複製的數據源地址，類型強制轉換爲 void* 指針。

n：要被複制的字節數。

該函數返回dest。

四、存放類

示例（book222.cpp）演示的存放字符串，string就是類。

3、其它成員函數

vector的成員函數比較多，爲了避免增長各位的學習負擔，我只介紹經常使用的。

一、定位的函數

iterator begin()：返回容器頭的指針，指向容器第一個元素的位置。

iterator end()：返回容器尾的指針，指向容器最後一個元素的下一個位置。

iterator是跌代器，這個名字讓人難以理解，那就先不要管它，如下我會舉例說明用法，通常來講，begin()和end()成員函數用於其它成員函數的參數中。

二、增長元素的函數

void push_back(const T& x)：向容器的尾部增長一個元素x。

iterator insert(iterator it,const T& x)：向容器中指定位置（it）前插入一個元素x。

strcpy(stgirl.name,"王昭羣"); stgirl.age=22;
vgirl.insert(vgirl.begin()+1,stgirl);  // 在第2個元素前插入一個元素。

三、刪除元素的函數

iterator erase(iterator it)：刪除容器中指定位置（it）的元素。

vgirl.erase(vgirl.begin()+2);  // 刪除容器中第3個元素。
void pop_back()：刪除容器中最後一個元素。
void clear()：清空容器中所有的元素。

四、判斷容器的大小

bool empty()：判斷容器是否爲空。

int size()：返回容器中元素的個數。

4、容器的排序

在實際開發中，每每須要對vector容器中的元素進行排序，sort函數能夠實現排序功能。

sort(begin,end,cmp);

sort函數包含在頭文件爲#include \<algorithm\>的c++標準庫中，調用排序方法沒必要知道其內部是如何實現的，只要出現咱們想要的結果就行。

sort函數有三個參數：

（1）第一個是要排序的數組的起始地址。

（2）第二個是結束的地址。

（3）第三個參數是排序的方法，能夠是從大到小也但是從小到大，還能夠不寫第三個參數，此時缺省的排序方法是從小到大排序。若是vector容器中元素的數據類型不是基本數據類型，sort函數必須指定排序方法函數。

示例（book227.cpp）

/*
 * 程序名：book227.cpp，此程序用於演示C++容器的排序
 * 做者：C語言技術網(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h> 
#include <string.h>    
#include <vector>      // vector須要的頭文件
#include <algorithm>   // sort函數須要的頭文件

struct st_girl       // 超女數據結構
{
  char name[50];     // 姓名
  int  age;          // 年齡
};

// 自定義排序函數，按超女姓名排序
bool sortbyname(const st_girl &p1,const st_girl &p2)
{
  if (strcmp(p1.name,p2.name)<=0) return true;
  return false;
}

// 自定義排序函數，按超女年齡排序
bool sortbyage(const st_girl &p1,const st_girl &p2)
{
  if (p1.age<p2.age) return true;
  return false;
}

int main () 
{ 
  struct st_girl stgirl;             // 超女數據結構
  std::vector<struct st_girl> vgirl; // 存放超女結構體的容器

  strcpy(stgirl.name,"西施"); stgirl.age=18;
  vgirl.push_back(stgirl);

  strcpy(stgirl.name,"楊玉環"); stgirl.age=28;
  vgirl.push_back(stgirl);

  //sort(vgirl.begin(),vgirl.end());   // 若是不指定排序函數，編譯將報錯
  //sort(vgirl.begin(),vgirl.end(),sortbyname); // 按超女的姓名排序
  sort(vgirl.begin(),vgirl.end(),sortbyage);  // 按超女的年齡排序

  for (int ii=0;ii<vgirl.size();ii++) 
  { 
    printf("vgirl[%d].name=%s,vgirl[%d].age=%d\n",\
            ii,vgirl[ii].name,ii,vgirl[ii].age);
  }
}

5、課後做業

1）編寫示例程序，相似本章節的book220.cpp、book222.cpp、book225.cpp、book227.cpp，編譯並運行它，記住，程序員是寫出來的，不是看出來的，熟能生巧，您天天的付出都有意義。

2）編寫示例程序，測試一下vector容器其它成員函數的用法，玩一下就好了，有些成員函數之後可能有用。

3）豐富您的函數庫，寫一個類，封裝隨機數功能，類的聲明以下：

class CRand
{
public:
  vector<int> m_val;  // 用於存放生成好的隨機數
  CRand();
 ~CRand();
  void Rand(const int minvalue,const int maxvalue,bool brep=true);
}

注意：

(1）隨機數的種子不能只用time(0)的秒，還能夠利用微秒，同一秒內取到的隨機數將不一樣。

(2）Rand(const int minvalue,const int maxvalue,bool brep=true)生成指定範圍的隨機數，minvalue是最小值，maxvalue是最大值，brep是否容許重複。

4）vector容器的排序在實際開發中應用比較多，必須掌握。

5）vector容器存放超女類，能不寫排序函數嗎？若是存放string類，能不寫排序函數嗎？爲何？

6、版權聲明

C語言技術網原創文章，轉載請說明文章的來源、做者和原文的連接。
來源：C語言技術網（www.freecplus.net）
做者：碼農有道

若是這篇文章對您有幫助，請點贊支持，或在您的博客中轉發個人文章，謝謝！！！若是文章有錯別字，或者內容有錯誤，或其餘的建議和意見，請您留言指正，很是感謝！！！