Vector (STL)
| C++标准库 |
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Vector 是C++标准程序库中的一个类，可视为会自动扩展容量的数组，以循序（Sequential）的方式维护变量集合。vector的特色有支持随机存取，在集合尾端增删元素很快，但是在集合中间增删元素比较费时。vector是C++标准程序库中的众多容器之一。 vector以模板方式实现，可以保存任意类型的变量，包括用户自定义的资料类型，例如：它可以是放置整数（int）类型的vector、也可以是放置字符串（string）类型的vector、或者放置用户自定类别（user-defined class）的vector。
设计
[编辑]vector 定义于 <vector> 头文件中。与其他STL组件一样，vector 属于std名称空间。
vector是C++标准程序库里最基本的容器，大多数状况下都很有效率。vector设计之初即是为了改善C语言原生数组的种种缺失与不便，而欲提供一种更有效、更安全的数组。vector的使用接口刻意模拟C语言原生数组，较明显的差异在于存储器管理，原生数组必须在宣告数组的时候明确指定数组长度(例如 int a[5])，但是 vector 不需要指定，而是会在执行期依据状况自我调整长度，动态增大容量。
vector的表现一如数据结构中的数组，允许随机存取(Random Access)，以索引值(index)存取任一元素只要花费常量时间 O(1)，在集合尾端增加或删除元素也是花费常量时间O(1)，若在vector集合中间增加或删除元素时间复杂度是线性时间O(n)，较为费时。虽然C++标准并没有规定实现方式，但大多数 vector 内部均使用动态数组方式实现。
成员函数概观
[编辑]vector 类别是以容器 模式为基准设计的，也就是说，基本上它有 begin()，end()，size()，max_size()，empty() 以及 swap() 这几个方法。
- 存取元素的方法
vec[i]- 存取索引值为 i 的元素引用。 (索引值从零起算，故第一个元素是vec[0]。)vec.at(i)- 存取索引值为 i 的元素的引用，以 at() 存取会做数组边界检查，如果存取越界将会抛出一个例外，这是与operator[]的唯一差异。vec.front()- 回传 vector 第一个元素的引用。vec.back()- 回传 vector 最尾端元素的引用。
- 新增或移除元素的方法
vec.push_back()- 新增元素至 vector 的尾端，必要时会进行存储器配置。vec.pop_back()- 删除 vector 最尾端的元素。vec.insert()- 插入一个或多个元素至 vector 内的任意位置。vec.erase()- 删除 vector 中一个或多个元素。vec.clear()- 清空所有元素。
- 获取长度/容量
vec.size()- 获取 vector 目前持有的元素个数。vec.empty()- 如果 vector 内部为空，则传回 true 值。vec.capacity()- 获取 vector 目前可容纳的最大元素个数。这个方法与存储器的配置有关，它通常只会增加，不会因为元素被删减而随之减少。
- 重新配置／重置长度
vec.reserve()- 如有必要，可改变 vector 的容量大小（配置更多的存储器）。在众多的 STL 实例，容量只能增加，不可以减少。vec.resize()- 改变 vector 目前持有的元素个数。
- 迭代 (Iterator)
vec.begin()- 回传一个Iterator，它指向 vector 第一个元素。vec.end()- 回传一个Iterator，它指向 vector 最尾端元素的下一个位置（请注意：它不是最末元素）。vec.rbegin()- 回传一个反向Iterator，它指向 vector 最尾端元素的。vec.rend()- 回传一个Iterator，它指向 vector 的第一个元素的前一个位置。
使用说明
[编辑]声明
[编辑]使用 vector 之前，必须先 #include<vector>。
声明一个 vector 变量的方法如下:
std::vector<T> v;
T 是 vector 要存储的物件集合的类型，该 vector 的变量名称是 v。T 可以是任何符合 Copy/Move Assignable 条件的类型，包括用户自定义类型。如果 T 不符合 Copy / Move Assignable 或者复制 / 移动成本很高昂，可以考虑使用 T* 甚至 std::unique_ptr<T> 来代替 T。
取代数组使用
[编辑]#include <vector>
#include <iostream>
int main() {
std::vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
for(int i=0;i<3;++i)
std::cout << v[i] << std::endl;
system("pause");
return 0;
}
长度/容量
[编辑]
以下代码是用来说明 vector 的长度变化。
//Headers and Macros
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <vector>
#include <iomanip>
#define SETW_1 10
#define SETW_2 6
#define SETW_3 10
using namespace std;
typedef vector<int> Vint;
//利用參照取得真正的 capacity 值
void PrintVectorInfo(Vint& v)
{
cout<<setw(SETW_1)<<"Element"<<setw(SETW_2)<<"Size";
cout<<setw(SETW_3)<<"Capacity"<<endl;
for ( Vint::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it ++)
{
cout<<setw(SETW_1)<<(*it)<<setw(SETW_2)<<v.size();
cout<<setw(SETW_3)<<v.capacity()<<endl;
}
cout<<endl;
}
//Main Function
int main(int argc, char** argv)
{
//==START==//
//宣告一個 vector
Vint vint;
//宣告兩個整數變數
int a = 11, b = 22, c = 33;
//建立只有一個元素空間的 vint
//把變數 a 複製至第一個元素內
vint.push_back(a);
cout<<"Push Back: a = "<<a<<endl;
//建立兩個元素空間的 vint
//把變數 a 複製至第一個元素內
//把變數 b 複製至第二個元素內
//刪除上一次建立的 vint
//上一次建立的 vint 只有一個元素空間
//依此類推
vint.push_back(b);
cout<<"Push Back: b = "<<b<<endl;
vint.push_back(c);
cout<<"Push Back: c = "<<c<<endl;
PrintVectorInfo(vint);
//移除最後一個元素
vint.pop_back();
cout<<"Pop Back......"<<endl;
PrintVectorInfo(vint);
//移除最後一個元素
vint.pop_back();
cout<<"Pop Back......"<<endl;
PrintVectorInfo(vint);
//清除所有元素
vint.clear();
cout<<"Clear All Elements."<<endl;
//==END==//
system("pause");
return 0;
}
string 类型 Vector的使用
[编辑]第一种：使用迭代器进行遍历
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<string> v(3, "I Love Wikipedia "); // 元素个数，每个元素的值相同
for (vector<string>::const_iterator it = v.begin(); it < v.end(); ++it) // 输出Vector元素
cout << *it << endl;
system("pause");
return 0;
}
输出结果为：
I Love Wikipedia I Love Wikipedia I Love Wikipedia
第二种，与int类型相同
#include<string>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
vector<string> vec;
string str;
str = "I Love WikiPedia";
vec.push_back(str);
vec.push_back("123");
for(int i = 0; i < vec.size() ; ++i)
{
cout << vec[i] << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
输出结果为：
I Love Wikipedia 123
删除元素
[编辑]vector 的成员函数 clear() 来删除所有的元素。这个操作并没有改变容器的容量，所以容量不变。
使用 vector 的成员函数 pop_back() 来删除容器尾部的元素。
成员函数 swap()，这个函数用来交换两个 vector 容器中的元素。因此可以与一个具有相同数据类型的内容为空的局部变量swap，从而实现彻底删除元素、释放容量的目的。
成员函数 shrink_to_fit()，会造成容器现有的迭代器都失效。
成员函数 erase() 有2个重载版本：
- 删除单个元素，vector 的大小减 1；但容量不变；返回一个迭代器，它指向被删除元素后的一个元素。如果移除了最后一个元素，会返回 std::end(data)。
- 移除一个范围内的元素：传入两个迭代器。返回的迭代器指向被删除元素后的位置，它是 std::begin(data)+1 ；如果删除了最后一个元素，它就是 std::end(data)。
algorithm 头文件中的std::remove()，可以移除一个范围内匹配特定值的元素。remove() 是一个全局函数，所以它不能删除容器中的元素。会保持未移除的元素的顺序。真正删除需要用erase()成员函数，这叫做 erase-remove。remove() 算法返回的迭代器作为 erase() 的第一个参数，erase() 的第二个参数是所指向容器中最后一个元素后一个位置的迭代器。如：
words.erase(std::remove(std::begin(words), std::end(words),"none"), std::end(words));