C++ 标准模板库 (STL) 中的 Vector 示例

作者： Benjamin Walker Benjamin Walker
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什么是 C++ Vector？

C++ Vector 是一个动态数组，能够自动调整自身大小。当向 vector 添加或从中删除元素后，会自动进行调整。存储由容器自动处理。vector 的元素存储在连续的存储空间中。这使得 C++ 程序员可以使用迭代器访问和遍历 vector 元素。

向 vector 插入新数据是在其末尾进行的。这需要一定时间。从 vector 中删除元素需要常量时间。原因是无需调整 vector 的大小。在 vector 的开头插入或删除元素需要线性时间。

何时使用 Vector？

在以下情况下应使用 C++ vector

  • 处理不断变化的数据元素时。
  • 如果开始前不知道数据的大小，vector 不需要您设置容器的最大大小。

如何在 C++ 中初始化 Vectors

vector 在 C++ 中的语法是

vector <data-type> name (items)
  • 如上所示，我们以 vector 关键字开始。
  • data-type 是要存储在 vector 中的元素的**数据类型**。
  • name 是 vector 或数据元素的**名称**。
  • items 表示 vector 数据的元素数量。此参数是可选的。

迭代器

迭代器的目的是帮助我们访问存储在 vector 中的元素。它是一个类似于指针的对象。以下是 C++ vector 支持的常见迭代器

  • vector::begin(): 它提供一个指向 vector 第一个元素的迭代器。
  • vector::end(): 它提供一个指向 vector 末尾之后元素的迭代器。
  • vector::cbegin(): 它与 vector::begin() 相同，但不能修改元素。
  • vector::cend(): 它与 vector::end() 相同，但不能修改 vector 元素。

修饰符

修饰符用于更改指定数据类型的含义。以下是 C++ 中的常见修饰符

  • vector::push_back(): 此修饰符从末尾推送元素。
  • vector::insert(): 用于在指定位置向 vector 插入新项。
  • vector::pop_back(): 此修饰符从末尾删除 vector 元素。
  • vector::erase(): 用于从指定位置删除一系列元素。
  • vector::clear(): 它删除所有 vector 元素。

示例 1

#include <iostream> 
#include <vector> 

using namespace std;
int main()
{
	vector<int> nums;

	for (int a = 1; a <= 5; a++)

		nums.push_back(a);

	cout << "Output from begin and end: ";

	for (auto a = nums.begin(); a != nums.end(); ++a)

		cout << *a << " ";

	cout << "\nOutput from cbegin and cend: ";

	for (auto a = nums.cbegin(); a != nums.cend(); ++a)

		cout << *a << " ";

	return 0;
}

输出

Modifiers

这是代码的屏幕截图：

Modifiers

代码解释

  1. 在我们的代码中包含 iostream 头文件。它将允许我们从控制台读取和写入。
  2. 在我们的代码中包含 vector 头文件。它将允许我们使用 C++ 中的 vector。
  3. 包含 std 命名空间，以便在不调用它的情况下使用其类和函数。
  4. 调用 main() 函数，程序逻辑应添加在其内部。
  5. { 标记 main() 函数主体的开始。
  6. 声明一个名为 nums 的 vector 来存储一组整数。
  7. 创建一个 for 循环来帮助我们遍历 vector。该变量将帮助我们从第 1 个到第 5 个元素遍历 vector 元素。
  8. 从末尾将元素推入 vector num。对于每次迭代，这都会将变量 a 的当前值添加到 vector 中，即 1 到 5。
  9. 在控制台上打印一些文本
  10. 使用迭代器变量 a 从开头到末尾之后遍历 vector nums 的元素。注意我们使用的是 vector::begin() 和 vector::end() 迭代器。
  11. 在每次迭代中，将迭代器变量 an 指向的值打印到控制台。
  12. 在控制台上打印一些文本。 \n 是一个换行符，将光标移到新行以便从那里打印。
  13. 使用迭代器变量从开头到末尾之后遍历 vector nums 的元素。注意我们使用的是 vector::cbegin() 和 vector::cend() 迭代器。
  14. 在每次迭代中，将迭代器变量 a 指向的值打印到控制台。
  15. 如果程序成功运行，main 函数应返回一个值。
  16. main() 函数体结束。

示例 2

#include <iostream>
#include <vector> 

using namespace std;
int main()
{
	vector<int> nums;
	
	nums.assign(5, 1);

	cout << "Vector contents: ";
	for (int a = 0; a < nums.size(); a++)
		cout << nums[a] << " ";

	nums.push_back(2);
	int n = nums.size();
	cout << "\nLast element: " << nums[n - 1];

	nums.pop_back();

	cout << "\nVector contents: ";
	for (int a = 0; a < nums.size(); a++)
		cout << nums[a] << " ";

	nums.insert(nums.begin(), 7);

	cout << "\nFirst element: " << nums[0];
	
	nums.clear();
	cout << "\nSize after clear(): " << nums.size();			
}

输出

Modifiers

这是代码的屏幕截图：

Modifiers

代码解释

  1. 包含 iostream 头文件到我们的代码中以使用其函数。
  2. 在我们的代码中包含 vector 头文件以使用其 函数。
  3. 包含 std 命名空间，以便在不调用它的情况下使用它的类。
  4. 调用 main() 函数。程序逻辑应添加到其主体内。
  5. main() 函数主体的开始。
  6. 声明一个名为 nums 的 vector 来存储一些整数值。
  7. 将 5 个元素存储在 vector nums 中。每个元素的值为 1。
  8. 在控制台上打印一些文本
  9. 使用迭代器变量 a 来遍历 vector nums 的元素。
  10. 在每次迭代中，将 vector nums 的值打印到控制台。
  11. 将值 2 添加到 vector nums 的末尾。
  12. 声明一个名为 n 的整数变量来存储 vector nums 的大小。
  13. 将 vector nums 的最后一个值与其它文本一起打印。它应该返回 2。
  14. 从 vector nums 中删除最后一个元素。2 将被删除。
  15. 在控制台上打印文本。 \n 将光标移到新行以便在那里打印文本。
  16. 使用迭代器变量 a 来遍历 vector nums 的元素。
  17. 在每次迭代中，将 vector nums 的值打印到控制台。
  18. 将值 7 插入到 vector nums 的开头。
  19. 将 vector nums 的第一个值与其它文本一起打印。它应该返回 7。
  20. 删除 vector nums 中的所有元素。
  21. 清除所有内容后，将 vector num 的大小与其它文本一起打印。它应该返回 0。
  22. main() 函数体结束。

容量

使用以下函数确定 vector 的容量

  • Size() –它返回 vector 中的项目数。
  • Max_size() - 它返回 vector 可以存储的最高项目数。
  • Capacity() –它返回为 vector 分配的存储空间。
  • Resize() –它将容器的大小调整为包含 n 个项目。如果 vector 的当前大小大于 n，则将末尾的项目从 vector 中删除。如果 vector 的当前大小小于 n，则会在 vector 的末尾添加额外的项目。
  • Empty() –如果 vector 为空，则返回 true。否则，返回 false。

示例 3

#include <iostream> 
#include <vector> 
using namespace std;
int main() {
	vector<int> vector1;
	for (int x = 1; x <= 10; x++)
		vector1.push_back(x);
	cout << "Vector size: " << vector1.size()<< endl;
	cout << "Vector capacity: " << vector1.capacity() << endl;
	cout << "Maximum size of vector: " << vector1.max_size()<< endl;
	vector1.resize(5);
	cout << "Vector size after resizing: " << vector1.size() << endl;
	if (vector1.empty() == false)
		cout << "Vector is not empty"<<endl;
	else
		cout << "Vector is empty"<<endl;
	return 0;
}

输出

Capacity

这是代码的屏幕截图：

Capacity

代码解释

  1. 在我们的代码中包含 iostream 头文件以使用其函数。
  2. 在我们的代码中包含 vector 头文件以使用其函数。
  3. 包含 std 命名空间到我们的代码中以使用其类而无需调用其名称。
  4. 调用 main() 函数。程序逻辑应添加到此函数的主体中。
  5. 创建一个名为 vector1 的 vector 来存储整数。
  6. 使用 for 循环创建变量 x，其值为 1 到 10。
  7. 将变量 x 的值推入 vector。
  8. 在控制台上将 vector 的大小与其它文本一起打印。
  9. 在控制台上将 vector 的容量与其它文本一起打印。
  10. 在控制台上将 vector 可以容纳的最大项目数与其它文本一起打印。
  11. 将 vector 的大小调整为只包含 5 个元素。
  12. 打印 vector 的新大小以及其它文本。
  13. 检查 vector 是否不为空。
  14. 如果 vector 不为空，则在控制台上打印文本。
  15. 如果 vector 为空，则使用 else 语句说明要做什么。
  16. 如果 vector 为空，则在控制台上打印的文本。
  17. 程序在成功完成后应返回值。
  18. main() 函数主体的结尾。

摘要

  • C++ vector 是一个动态数组，在添加或删除元素时可以自动调整自身大小。
  • vector 的存储由容器自动处理。
  • vector 的元素存储在连续的存储空间中，以便可以通过迭代器访问和遍历。
  • 向 vector 插入新数据是在其末尾进行的。
  • 向 vector 插入数据需要一定时间。
  • 从 vector 中删除元素需要常量时间。
  • 在开头插入或删除元素需要线性时间。
  • 当处理不断变化的数据元素时，应使用 vector。
  • 另外，如果开始前不知道数据的大小，也可以使用 vector。