C++ vector函数接口及其底层原理

文章目录

• • • • 什么是vector
      • 无参构造函数
      • 有参构造函数
      • 拷贝构造函数
      • 迭代器
      • push_back
      • pop_back
      • 常用函数接口
      • []
      • reserve
      • resize
      • vector的底层原理
      • insert
      • erase
      • vector常搭配使用的algorithm
      • 二维vector和二维数组的区别

什么是vector

vector类我们可以将其看作是一个能够动态扩容的数组。
在vs下其扩容一般每次是按照前一次容量的1.5倍进行扩容。如：4，6
9…string类支持的功能，在vector下基本都能使用。

无参构造函数

格式:vector<存储数据类型> 容器名字

vector<int> v1;//(1) 

  $(1)$存储int类型数据，容器名字为v1的vector。

有参构造函数

  $(1)$普通版本
格式:vector<存储的数据类型>容器名字(n,a)
vector的前n个位置会被初始化成a

vector<int> v1(10,5); 

  $(2)$迭代器版本
格式:vector<存储的数据类型>容器名字(迭代器1，迭代器2)
vector会依次被初始化成迭代器1到迭代器2这个区间存储的数据。

vector<int> v3(4, 5); vector<int> v2(v3.begin(), v3.end());//(1) 

  $(1)$使用v3的迭代器初始化v2

拷贝构造函数

vector支持使用一个容器去拷贝另一个容器。

vector<int> v1(4, 5); vector<int> v2(v1);//(1) 

  $(1)$使用v1容器去拷贝v2。

迭代器

vector同样支持迭代器进行遍历访问。迭代器在stl中的用法基本一致。
  $(1)$正向迭代器
：begin迭代器：指向vector存储的第一个元素。
：end迭代器：指向vector最后一个元素的下一个位置。

vector<int> v3; v3.push_back(1); v3.push_back(2); v3.push_back(3); vector<int>::iterator it = v3.begin(); while (it!=v3.end()) { cout << *it << endl; it++; } 

  $(2)$反向迭代器
：rbegin迭代器：指向vector存储的最后一个元素。
：end迭代器：指向vector第一个元素的上一个位置。

vector<int> v3; v3.push_back(1); v3.push_back(2); v3.push_back(3); vector<int> ::reverse_iterator  it= v3.rbegin();//(1) while (it != v3.rend()) { cout << *it << endl; it++; } 

  $(1)$反向迭代器的名词是revese_iterator。起始迭代器为rbegin(),末尾迭代器为rend()。

push_back

和string一样，vector的push_back也是尾插一个数据。
格式:容器名字.push_back(插入的数据)

vector<int> v1; v1.push_back(4); 

pop_back

将容器最后一个位置的数据弹出(类似栈的出栈一样)
格式:容器名字.pop_back()

vector<int> v1; v1.push_back(10); v1.pop_back(); 

常用函数接口

[]

vector支持随机访问容器内的某个位置，用法也很简单。
格式:容器名字[访问的位置]

vector<int> v1(10,5); cout<<v1[2]<<endl; 

ps：vector存储数据也是从0开始
  $(1)$访问v1的第三个数据。

reserve

作用：扩容

注意：这里的n是可以存储数据的个数，而不是字节数。并且reserve不会对扩容以后的空间进行初始化。

vector<int> v1; v1.reserve(100);//(1) 

  $(1)$在经过扩容以后，v1容器的容量会变成100。

resize

作用：扩容

resize和用法和reserve基本一致。
只不过resize对于扩容的数据会进行初始化。也就是参数二。
举例说明：v1容器当前存储了5个1，这时扩容到20，剩下的15个空间就会被初始化成参数二的值。

vector<int> v1; v1.resize(100,5); 

ps：：resize和reserve扩充的容量小于当前容量的时候都不会使得容量变小。

vector的底层原理

vector类中包含了三个T类型的指针，分别是
-start：指向空间的起始部分
_finish:指向当前已用空间的末尾
_endofstorger:指向申请空间的末尾

insert

参数一：插入的位置(迭代器的位置)
参数二：要插入的数据

vector<int> v3; v3.insert(v3.begin(), 100); 

erase

  $(1)$删除单个数据

参数：删除迭代器位置的数据

vector<int> v1(10,6); v1.erase(v1.begin()); 

  $(2)$删除某个区间的数据

参数一：开始删除的位置。
参数二：删除结束的下一个位置。

vector<int> v1; v1.push_back(1); v1.push_back(2); v1.push_back(3); v1.push_back(4); v1.erase(v1.begin(), --v1.end()); 

vector常搭配使用的algorithm

  $(1)$find查找

参数一：开始查找的位置
参数二：查找结束位置的下一个位置
参数三：要查找的值
ps::如果没找到，会返回末尾迭代器。

vector<int> v1; vector<int>::iterator it=find(v1.begin(),v1.end(),10); if(it!=v1.end()) cout<<*it<<endl; 

  $(2)$sort排序
sort的底层是通过快排qsort进行实现的，时间复杂度为nlongn；

参数一：排序开始的位置
参数二：排序结束位置的下一个位置

vector<int> v1; v1.push_back(10); v1.push_back(5); v1.push_back(4); sort(v1.begin(),v1.end()); 

  $(3)$reverse逆序
reverse用于将某个迭代器区间的元素进行逆序。

参数一：开始的位置
参数二：结束位置的下一个位置

vector<int> v1; v1.push_back(1); v1.push_back(2); v1.push_back(3); v1.push_back(4); reverse(v1.begin(), v1.end()); 

二维vector和二维数组的区别

在C语言中，如果想要申请一块二维数组的空间，需要使用malloc函数，这时候就需要申请一个指针数组，并且还需要为指针数组里的每一个元素申请一段空间。
假设需要申请一块4行4列的空间。

int **p=(int**p)malloc(sizeof(int*)*4) 

从代码上就能看出非常的麻烦。

使用vector创建二维数组就非常爽了，假设需要创建一个四行四列的数组。

vector<vector<int>>res; res.resize(4); for(int i=0;i<4;i++) res[i].resize(4); 

并且在访问的时候二维数组和二维vector的访问方式也是不同。
二维数组p，在访问元素时可以通过[]进行访问，如p[i][j]，其在访问i行j列的数据的时候是通过解引用两次的方式。
而二维vector通过[]进行访问的时候,如res[i][j]，是通过[]返回一个对象，再通过这个对象继续访问。

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