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std :: vector

为什么要用 vector

作为 OIer ,对程序效率的追求远比对工程级别的稳定性要高得多,而 vector 由于其较静态数组复杂很多的原因,时间效率在大部分情况下都要满慢于静态数组,所以在一般的正常存储数据的时候,我们是不选择 vector 的, 下面给出几个 vector 优秀的特性,在需要用到这些特性的情况下,vector 能给我们带来很大的帮助

vector 重写了比较运算符

vector 以字典序为关键字重载了 6 个比较运算符,这使得我们可以方便的判断两个容器是否相等 (复杂度与容器大小成线性关系)

vector 的内存是动态分配的

由于其动态分配的特性, 所以在调用内存的常数上在很多情况下是要快于静态数组的。

很多时候我们不能提前开好那么大的空间(eg :预处理 1~n 中所有数的约数)我们知道数据总量在空间允许的级别,但是单份数据还可能非常大,这种时候我们就需要 vector 来保证复杂度。

vector 可以用赋值运算符来进行初始化

由于 vector 重写了 = 运算符,所以我们可以方便的初始化。

vector 的构造函数

参见如下代码

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void Vector_Constructor_Test() {
  // 1. 创建空vector v0;  常数复杂度
  std::vector<int> v0;
  // 2. 创建一个初始空间为3的vector v1,其元素的默认值是0; 线性复杂度
  std::vector<int> v1(3);
  // 3. 创建一个初始空间为5的vector v2,其元素的默认值是2; 线性复杂度
  std::vector<int> v2(5, 2);
  // 4. 创建一个初始空间为3的vector
  // v3,其元素的默认值是1,并且使用v2的空间配置器 线性复杂度
  std::vector<int> v3(3, 1, v2.get_allocator());
  // 5. 创建一个v2的拷贝vector v4, 其内容元素和v2一样; 线性复杂度
  std::vector<int> v4(v2);
  // 6. 创建一个v4的拷贝vector v5,其内容是v4的[__First, __Last)区间 线性复杂度
  std::vector<int> v5(v4.begin() + 1, v4.begin() + 3);
  // 以下是测试代码,有兴趣的同学可以自己编译运行一下本代码。
  std::cout << "v1 = ";
  std::copy(v1.begin(), v1.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
  std::cout << std::endl;
  std::cout << "v2 = ";
  std::copy(v2.begin(), v2.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
  std::cout << std::endl;
  std::cout << "v3 = ";
  std::copy(v3.begin(), v3.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
  std::cout << std::endl;
  std::cout << "v4 = ";
  std::copy(v4.begin(), v4.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
  std::cout << std::endl;
  std::cout << "v5 = ";
  std::copy(v5.begin(), v5.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
  std::cout << std::endl;
  // 移动v2到新创建的vector v6;
  std::vector<int> v6(move(v2));
  std::cout << "v6 = ";
  std::copy(v6.begin(), v6.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
  std::cout << std::endl;
};

可以利用上述的方法构造一个 vector, 足够我们使用了。

vector 元素访问

vector 提供了如下几种方法进行访问元素

  1. at()

    使用方法 :v.at(pos) 返回 vector 中下标为 pos 的引用。如果数组越界抛出 std::out_of_range 类型的异常。

  2. operator[]

    使用方法 :v[pos] 返回 vector 中下标为 pos 的引用。不执行越界检查。

  3. front()

    使用方法 :v.front() 返回首元素的引用

  4. back()

    使用方法 :v.back() 返回末尾元素的引用

  5. data()

    使用方法 :v.data() 返回指向数组第一个元素的指针。

vecort 迭代器

vector 提供了如下几种迭代器

  1. begin() / cbegin()

    返回指向首元素的迭代器,其中 *begin = front

  2. end() / cend()

    返回指向数组尾端占位符的迭代器,注意是没有元素的。

  3. rbegin() / rcbegin()

    返回指向逆向数组的首元素的逆向迭代器, 可以理解为正向容器的末元素

  4. rend() / rcend()

    返回指向逆向数组末元素后一位置的迭代器,对应容器首的前一个位置, 没有元素。

以上列出的迭代器中,含有字符 c 的为只读迭代器,你不能通过只读迭代器去修改 vector 中的元素的值。如果一个 vector 本身就是只读的,那么它的一般迭代器和只读迭代器完全等价。只读迭代器自 C++11 开始支持。

vector 容量

vector 有如下几种返回容量的函数

  1. empty()

    返回一个 bool 值,即 (v.begin() == v.end()) True 为空,False 为非空

  2. size()

    返回一个元素数量,即 (std :: distance(v.begin(), v.end()))

  3. shrink_to_fit() (C++11)

    释放未使用的内存来减少内存使用

此外,还有 max_size(), reserve(), capacity() 等 OIer 很难用到的函数,不做介绍。

vector 修改器

  • clear() 清除所有元素
  • insert() 支持在某个迭代器位置插入元素、可以插入多个此操作是与 pos 距离末尾长度成线性而非常数的
  • erase() 删除某个迭代器或者区间的元素,返回最后被删除的迭代器。
  • push_back() 在末尾插入一个元素。
  • pop_back() 删除末尾元素。
  • swap() 与另一个容器进行交换,此操作是常数复杂度而非线性的。

vector 特化 std::vector<bool>

标准库提供对 bool 的 vector 优化,其空间占用与 bitset 一样,每个 bool 只占 1bit,且支持动态内存

注意,vector<bool>没有 bitset 的位运算重载,所以适用情况与 bitset 并不完全重合,请选择食用


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