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C++标准库vector及迭代器

时间:2018-05-29 17:34:28

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C++标准库vector及迭代器

vector是同一种对象的集合,每个对象都有一个对应的整数索引值。和string对象一样,标准库将负责管理与存储元素相关的类存。引入头文件

#include<vector>

1.vector对象的定义和初始化

[cpp]view plaincopy vector<T>v1vector保存类型为T的对象。默认构造函数,v1为空vector<T>v2(v1)v2是v1的一个副本vector<T>v3(n,i)v3包含n个值为i的元素vector<T>v4(n)v4含有值初始化的元素的n个副本

如果没有指定元素的初始化式,那么标准库将自行提供一个元素初始值进行值初始化。这个由库生成的初始值将用来初始化容器中的每个元素,具体的值为何,取决于存储在vector中元素的数据类型。

如果vector保存内置类型如int,那么标准库将用0值创建元素初始化式

vector<int> vv(10); //10个元素,每个被初始化为0

如果vector保存的是含有构造函数的类类型的元素,标准库将用该类型的默认的构造函数创建元素的初始化式

vector<string> vvvv(10) //10个元素,每个被初始化为空字符串

还有第三种情况,元素类型可能是没有定义构造函数的类类型。这种情况下,标准库仍产生一个带初始值的对象,这个对象的每个成员进行了值初始化。

2.vector对象的操作

几种重要的操作

[cpp]view plaincopy v.empty()如果v为空,则返回true,否则返回falsev.size()返回v中元素的个数v.push_back()在v的末尾增加一个值为t的元素v[n]返回v中位置为n的元素v1=v2把v1中的元素替换为v2中元素的副本v1==v2如果v1与v2相等,则返回true!=,<,<=,>,>=保持这些操作符惯有含义

size()返回相应vector类定义的size_type的值。

vector::size_type //error

vector<int>::size_type //ok

push_back()函数将新元素添加到vector最后面。

3.迭代器简介

除了使用下标来访问vector对象的元素外,标准库还提供了访问元素的方法:使用迭代器。迭代器是一种检查容器内元素并且遍历元素的数据类型。

1.容器的iterator类型

每种容器类型都定义了自己的迭代器类型,如vector:

vector<int> ::iterator iter;变量名为iter。

2.begin和end操作

每种容器都定义了一队命名为begin和end的函数,用于返回迭代器。如果容器中有元素的话,由begin返回的元素指向第一个元素。

vector<int>::iterator iter=v.begin();

若v不为空,iter指向v[0]。

由end返回的迭代器指向最后一个元素的下一个,不存在,若v为空,begin和end返回的相同。

*iter=0;

iter++即将迭代器向前移动一个位置

即将v[0]赋值为0,由end返回的不允许进行解操作。

==和!=操作符来比较两个迭代器,若两个迭代器指向同一个元素,则它们相等,否则不想等。

迭代器使用举例:

for(vector<int>::iterator iter=v.begin();iter!=v.end();iter++)

*iter=0;

将vector中的元素全部赋值为0;

=================================================================

vector类称作向量类,它实现了动态数组,用于元素数量变化的对象数组。像数组一样,vector类也用从0开始的下标表示元素的位置;但和数组不同的是,当vector对象创建后,数组的元素个数会随着vector对象元素个数的增大和缩小而自动变化。

vector类常用的函数如下所示:

1.构造函数

vector():创建一个空vectorvector(int nSize):创建一个vector,元素个数为nSizevector(int nSize,const t& t):创建一个vector,元素个数为nSize,且值均为tvector(const vector&):复制构造函数vector(begin,end):复制[begin,end)区间内另一个数组的元素到vector中

2.增加函数

void push_back(const T& x):向量尾部增加一个元素Xiterator insert(iterator it,const T& x):向量中迭代器指向元素前增加一个元素xiterator insert(iterator it,int n,const T& x):向量中迭代器指向元素前增加n个相同的元素xiterator insert(iterator it,const_iterator first,const_iterator last):向量中迭代器指向元素前插入另一个相同类型向量的[first,last)间的数据

3.删除函数

iterator erase(iterator it):删除向量中迭代器指向元素iterator erase(iterator first,iterator last):删除向量中[first,last)中元素void pop_back():删除向量中最后一个元素void clear():清空向量中所有元素

4.遍历函数

reference at(int pos):返回pos位置元素的引用reference front():返回首元素的引用reference back():返回尾元素的引用iterator begin():返回向量头指针,指向第一个元素iterator end():返回向量尾指针,指向向量最后一个元素的下一个位置reverse_iterator rbegin():反向迭代器,指向最后一个元素reverse_iterator rend():反向迭代器,指向第一个元素之前的位置

5.判断函数

bool empty() const:判断向量是否为空,若为空,则向量中无元素

6.大小函数

int size() const:返回向量中元素的个数int capacity() const:返回当前向量张红所能容纳的最大元素值int max_size() const:返回最大可允许的vector元素数量值

7.其他函数

void swap(vector&):交换两个同类型向量的数据void assign(int n,const T& x):设置向量中第n个元素的值为xvoid assign(const_iterator first,const_iterator last):向量中[first,last)中元素设置成当前向量元素

示例:

1.初始化示例

[cpp]view plaincopy #include"stdafx.h"#include<iostream>#include<vector>usingnamespacestd;classA{//空类};int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]){//int型vectorvector<int>vecInt;//float型vectorvector<float>vecFloat;//自定义类型,保存类A的vectorvector<A>vecA;//自定义类型,保存指向类A的指针的vectorvector<A*>vecPointA;return0;}

[cpp]view plaincopy //vectorsample.cpp:定义控制台应用程序的入口点。//#include"stdafx.h"#include<iostream>#include<vector>usingnamespacestd;classA{//空类};int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]){//int型vector,包含3个元素vector<int>vecIntA(3);//int型vector,包含3个元素且每个元素都是9vector<int>vecIntB(3,9);//复制vecIntB到vecIntCvector<int>vecIntC(vecIntB);intiArray[]={2,4,6};//创建vecIntDvector<int>vecIntD(iArray,iArray+3);//打印vectorA,此处也可以用下面注释内的代码来输出vector中的数据/*for(inti=0;i<vecIntA.size();i++){cout<<vecIntA[i]<<"";}*/cout<<"vecIntA:"<<endl;for(vector<int>::iteratorit=vecIntA.begin();it!=vecIntA.end();it++){cout<<*it<<"";}cout<<endl;//打印vecIntBcout<<"VecIntB:"<<endl;for(vector<int>::iteratorit=vecIntB.begin();it!=vecIntB.end();it++){cout<<*it<<"";}cout<<endl;//打印vecIntCcout<<"VecIntB:"<<endl;for(vector<int>::iteratorit=vecIntC.begin();it!=vecIntC.end();it++){cout<<*it<<"";}cout<<endl;//打印vecIntDcout<<"vecIntD:"<<endl;for(vector<int>::iteratorit=vecIntD.begin();it!=vecIntD.end();it++){cout<<*it<<"";}cout<<endl;return0;}

程序的运行结果如下:

上面的代码用了4种方法建立vector并对其初始化

2.增加及获得元素示例:

[cpp]view plaincopy //vectorsample.cpp:定义控制台应用程序的入口点。//#include"stdafx.h"#include<iostream>#include<vector>usingnamespacestd;int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]){//int型vector,包含3个元素vector<int>vecIntA;//插入123vecIntA.push_back(1);vecIntA.push_back(2);vecIntA.push_back(3);intnSize=vecIntA.size();cout<<"vecIntA:"<<endl;//打印vectorA,方法一:for(inti=0;i<nSize;i++){cout<<vecIntA[i]<<"";}cout<<endl;//打印vectorA,方法二:for(inti=0;i<nSize;i++){cout<<vecIntA.at(i)<<"";}cout<<endl;//打印vectorA,方法三:for(vector<int>::iteratorit=vecIntA.begin();it!=vecIntA.end();it++){cout<<*it<<"";}cout<<endl;return0;}

上述代码对一个整形向量类进行操作,先定义一个整形元素向量类,然后插入3个值,并用3种不同的方法输出,程序运行结果如下:[cpp]view plaincopy //vectorsample.cpp:定义控制台应用程序的入口点。//#include"stdafx.h"#include<iostream>#include<vector>usingnamespacestd;classA{public:intn;public:A(intn){this->n=n;}};int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]){//int型vector,包含3个元素vector<A>vecClassA;Aa1(1);Aa2(2);Aa3(3);//插入123vecClassA.push_back(a1);vecClassA.push_back(a2);vecClassA.push_back(a3);intnSize=vecClassA.size();cout<<"vecClassA:"<<endl;//打印vecClassA,方法一:for(inti=0;i<nSize;i++){cout<<vecClassA[i].n<<"";}cout<<endl;//打印vecClassA,方法二:for(inti=0;i<nSize;i++){cout<<vecClassA.at(i).n<<"";}cout<<endl;//打印vecClassA,方法三:for(vector<A>::iteratorit=vecClassA.begin();it!=vecClassA.end();it++){cout<<(*it).n<<"";}cout<<endl;return0;}

上述代码通过定义元素为类的向量,通过插入3个初始化的类,并通过3种方法输出,运行结果如下:

[cpp]view plaincopy //vectorsample.cpp:定义控制台应用程序的入口点。//#include"stdafx.h"#include<iostream>#include<vector>usingnamespacestd;classA{public:intn;public:A(intn){this->n=n;}};int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]){//int型vector,包含3个元素vector<A*>vecClassA;A*a1=newA(1);A*a2=newA(2);A*a3=newA(3);//插入123vecClassA.push_back(a1);vecClassA.push_back(a2);vecClassA.push_back(a3);intnSize=vecClassA.size();cout<<"vecClassA:"<<endl;//打印vecClassA,方法一:for(inti=0;i<nSize;i++){cout<<vecClassA[i]->n<<"\t";}cout<<endl;//打印vecClassA,方法二:for(inti=0;i<nSize;i++){cout<<vecClassA.at(i)->n<<"\t";}cout<<endl;//打印vecClassA,方法三:for(vector<A*>::iteratorit=vecClassA.begin();it!=vecClassA.end();it++){cout<<(**it).n<<"\t";}cout<<endl;deletea1;deletea2;deletea3;return0;}

上述代码通过定义元素为类指针的向量,通过插入3个初始化的类指针,并通过3种方法输出指针指向的类,运行结果如下:

3.修改元素示例

修改元素的方法主要有三种:1.通过数组修改,2.通过引用修改,3.通过迭代器修改[cpp]view plaincopy //vectorsample.cpp:定义控制台应用程序的入口点。//#include"stdafx.h"#include<iostream>#include<vector>usingnamespacestd;int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]){//int型vector,包含3个元素vector<int>vecIntA;//插入123vecIntA.push_back(1);vecIntA.push_back(2);vecIntA.push_back(3);intnSize=vecIntA.size();//通过引用修改vectorcout<<"通过数组修改,第二个元素为8:"<<endl;vecIntA[1]=8;cout<<"vecIntA:"<<endl;//打印vectorAfor(vector<int>::iteratorit=vecIntA.begin();it!=vecIntA.end();it++){cout<<*it<<"";}cout<<endl;//通过引用修改vectorcout<<"通过引用修改,第二个元素为18:"<<endl;int&m=vecIntA.at(1);m=18;cout<<"vecIntA:"<<endl;//打印vectorAfor(vector<int>::iteratorit=vecIntA.begin();it!=vecIntA.end();it++){cout<<*it<<"";}cout<<endl;//通过迭代器修改vectorcout<<"通过迭代器修改,第二个元素为28"<<endl;vector<int>::iteratoritr=vecIntA.begin()+1;*itr=28;cout<<"vecIntA:"<<endl;//打印vectorAfor(vector<int>::iteratorit=vecIntA.begin();it!=vecIntA.end();it++){cout<<*it<<"";}cout<<endl;return0;}

程序运行结果如下:

4.删除向量示例

删除向量主要通过erase和pop_back,示例代码如下[cpp]view plaincopy //vectorsample.cpp:定义控制台应用程序的入口点。//#include"stdafx.h"#include<iostream>#include<vector>usingnamespacestd;int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]){//int型vector,包含3个元素vector<int>vecIntA;//循环插入1到10for(inti=1;i<=10;i++){vecIntA.push_back(i);}vecIntA.erase(vecIntA.begin()+4);cout<<"删除第5个元素后的向量vecIntA:"<<endl;//打印vectorAfor(vector<int>::iteratorit=vecIntA.begin();it!=vecIntA.end();it++){cout<<*it<<"\t";}cout<<endl;//删除第2-5个元素vecIntA.erase(vecIntA.begin()+1,vecIntA.begin()+5);cout<<"删除第2-5个元素后的vecIntA:"<<endl;//打印vectorAfor(vector<int>::iteratorit=vecIntA.begin();it!=vecIntA.end();it++){cout<<*it<<"\t";}cout<<endl;//删除最后一个元素vecIntA.pop_back();cout<<"删除最后一个元素后的vecIntA:"<<endl;//打印vectorAfor(vector<int>::iteratorit=vecIntA.begin();it!=vecIntA.end();it++){cout<<*it<<"\t";}cout<<endl;return0;}

程序运行结果如下:

3.进一步理解vector,如下图所示:

当执行代码vector<int> v(2,5)时,在内存里建立了2个整形元素空间,值是5.当增加一个元素时,原有的空间由2个编程4个整形元素空间,并把元素1放入第3个整形空间,第4个空间作为预留空间。当增加元素2时,直接把值2放入第4个空间。当增加元素3时,由于原有向量中没有预留空间,则内存空间由4个变为8个整形空间,并把值放入第5个内存空间。 总之,扩大新元素时,如果超过当前的容量,则容量会自动扩充2倍,如果2倍容量仍不足,则继续扩大2倍。本图是直接在原空间基础上画的新增空间,其实要复杂的多,包括重新配置、元素移动、释放原始空间的过程。因此对vector容器而言,当增加新的元素时,有可能很快完成(直接存在预留空间中),有可能稍慢(扩容后再放新元素);对修改元素值而言是较快的;对删除元素来说,弱删除尾部元素较快,非尾部元素稍慢,因为牵涉到删除后的元素移动。

4.综合示例

[cpp]view plaincopy //vectorsample.cpp:定义控制台应用程序的入口点。//#include"stdafx.h"#include<iostream>#include<vector>#include<string>usingnamespacestd;classStudent{public:stringm_strNO;stringm_strName;stringm_strSex;stringm_strDate;public:Student(stringstrNO,stringstrName,stringstrSex,stringstrDate){m_strNO=strNO;m_strName=strName;m_strSex=strSex;m_strDate=strDate;}voidDisplay(){cout<<m_strNO<<"\t";cout<<m_strName<<"\t";cout<<m_strSex<<"\t";cout<<m_strDate<<"\t";}};classStudCollect{vector<Student>m_vStud;public:voidAdd(Student&s){m_vStud.push_back(s);}Student*Find(stringstrNO){boolbFind=false;inti;for(i=0;i<m_vStud.size();i++){Student&s=m_vStud.at(i);if(s.m_strNO==strNO){bFind=true;break;}}Student*s=NULL;if(bFind)s=&m_vStud.at(i);returns;}};int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]){Students1("1001","zhangsan","boy","1988-10-10");Students2("1002","lisi","boy","1988-8-25");Students3("1003","wangwu","boy","1989-2-14");StudCollects;s.Add(s1);s.Add(s2);s.Add(s3);Student*ps=s.Find("1002");if(ps)ps->Display();return0;}

代码运行实例如下:

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