【高級編程】C++中vector使用詳解

2021-12-26 程式設計師互動聯盟

1. 在C++中的詳細說明
vector是C++標準模板庫中的部分內容，它是一個多功能的，能夠操作多種數據結構和算法的模板類和函數庫。
vector之所以被認為是一個容器，是因為它能夠像容器一樣存放各種類型的對象，
簡單地說，vector是一個能夠存放任意類型的動態數組，能夠增加和壓縮數據。

2. 使用vector
必須在你的頭文件中包含下面的代碼：
#include <vector>
vector屬於std命名域的，因此需要通過命名限定，如下完成你的代碼：
　　using std::vector;
　　vector<int> vInts;
或者連在一起，使用全名：
std::vector<int> vInts;
建議使用全局的命名域方式：
using namespace std;

3. 初始化
vector <Elem> // 創建一個空的vector。
vector <Elem> c1(c2) // 複製一個vector
vector <Elem> c(n) // 創建一個vector，含有n個數據，數據均已預設構造產生
vector <Elem> c(n, elem) // 創建一個含有n個elem拷貝的vector
vector <Elem> c(beg,end) // 創建一個含有n個elem拷貝的vector

4. 析構函數
c.~vector <Elem>() // 銷毀所有數據，釋放內存

5. 成員函數
c.assign(beg,end) c.assign(n,elem)
將[beg; end)區間中的數據賦值給c。將n個elem的拷貝賦值給c。
c.at(idx)
傳回索引idx所指的數據，如果idx越界，拋出out_of_range。
c.back() // 傳回最後一個數據，不檢查這個數據是否存在。
c.begin() // 傳回迭代器中的第一個數據地址。
c.capacity() // 返回容器中數據個數。
c.clear() // 移除容器中所有數據。
c.empty() // 判斷容器是否為空。
c.end() // 指向迭代器中末端元素的下一個，指向一個不存在元素。
c.erase(pos) // 刪除pos位置的數據，傳回下一個數據的位置。
c.erase(beg,end) //刪除[beg,end)區間的數據，傳回下一個數據的位置。
c.front() // 傳回第一個數據。
get_allocator // 使用構造函數返回一個拷貝。
c.insert(pos,elem) // 在pos位置插入一個elem拷貝，傳回新數據位置。
c.insert(pos,n,elem) // 在pos位置插入n個elem數據。無返回值。
c.insert(pos,beg,end) // 在pos位置插入在[beg,end)區間的數據。無返回值。　
c.max_size() // 返回容器中最大數據的數量。
c.pop_back() // 刪除最後一個數據。
c.push_back(elem) // 在尾部加入一個數據。
c.rbegin() // 傳回一個逆向隊列的第一個數據。
c.rend() // 傳回一個逆向隊列的最後一個數據的下一個位置。
c.resize(num) // 重新指定隊列的長度。
c.reserve() // 保留適當的容量。
c.size() // 返回容器中實際數據的個數。
c1.swap(c2)
swap(c1,c2) // 將c1和c2元素互換。同上操作。
operator[] // 返回容器中指定位置的一個引用。

6. 用法示例：
6.1. 創建一個vector
vector容器提供了多種創建方法，下面介紹幾種常用的。
創建一個Widget類型的空的vector對象：
　　vector<Widget> vWidgets;
創建一個包含500個Widget類型數據的vector：
　　vector<Widget> vWidgets(500);
創建一個包含500個Widget類型數據的vector，並且都初始化為0：
　　vector<Widget> vWidgets(500, Widget(0));
創建一個Widget的拷貝：
　　vector<Widget> vWidgetsFromAnother(vWidgets);
向vector添加一個數據
　　vector添加數據的預設方法是push_back()。
push_back()函數表示將數據添加到vector的尾部，並按需要來分配內存。

例如：向vector<Widget>中添加10個數據，需要如下編寫代碼：
　　for(int i= 0;i<10; i++) {
　　 vWidgets.push_back(Widget(i));
　　}


6.2 獲取vector中指定位置的數據
　vector裡面的數據是動態分配的，使用push_back()的一系列分配空間常常決定於文件或一些數據源。
如果想知道vector存放了多少數據，可以使用empty()。
獲取vector的大小，可以使用size()。
例如，如果想獲取一個vector v的大小，但不知道它是否為空，或者已經包含了數據，如果為空想設置為-1，
你可以使用下面的代碼實現：
　　int nSize = v.empty() ? -1 : static_cast<int>(v.size());
　　
6.3 訪問vector中的數據
使用兩種方法來訪問vector。
1、 vector::at()
2、 vector::operator[]
　　operator[]主要是為了與C語言進行兼容。它可以像C語言數組一樣操作。
但at()是我們的首選，因為at()進行了邊界檢查，如果訪問超過了vector的範圍，將拋出一個例外。
由於operator[]容易造成一些錯誤，所有我們很少用它，下面進行驗證一下：
　　
分析下面的代碼：
　　vector<int> v;
　　v.reserve(10);
for(int i=0; i<7; i++) {
　　 v.push_back(i);
　　}
　　
try {int iVal1 = v[7];
　　 // not bounds checked - will not throw
　　 int iVal2 = v.at(7);
　　 // bounds checked - will throw if out of range
　　}

catch(const exception& e) {
　　 cout << e.what();
　　}
　　
6.3 刪除vector中的數據
vector能夠非常容易地添加數據，也能很方便地取出數據，
同樣vector提供了erase()，pop_back()，clear()來刪除數據，
當刪除數據時，應該知道要刪除尾部的數據，或者是刪除所有數據，還是個別的數據。

Remove_if()算法 如果要使用remove_if()，需要在頭文件中包含如下代碼：：
　　#include <algorithm>

Remove_if()有三個參數：
　　1、 iterator _First：指向第一個數據的迭代指針。
　　2、 iterator _Last：指向最後一個數據的迭代指針。
　　3、 predicate _Pred：一個可以對迭代操作的條件函數。
　　
6.4 條件函數
條件函數是一個按照用戶定義的條件返回是或否的結果，是最基本的函數指針，或是一個函數對象。
這個函數對象需要支持所有的函數調用操作，重載operator()()操作。
remove_if()是通過unary_function繼承下來的，允許傳遞數據作為條件。

例如，假如想從一個vector<CString>中刪除匹配的數據，如果字串中包含了一個值，從這個值開始，從這個值結束。
首先應該建立一個數據結構來包含這些數據，類似代碼如下：
#include <functional>
enum findmodes {
FM_INVALID = 0,
FM_IS,
　FM_STARTSWITH,
　FM_ENDSWITH,
　FM_CONTAINS
};

typedef struct tagFindStr {
　UINT iMode;
　CString szMatchStr;
} FindStr;


typedef FindStr* LPFINDSTR;
　　
然後處理條件判斷：
class FindMatchingString : public std::unary_function<CString, bool> {
public:
　FindMatchingString(const LPFINDSTR lpFS) :
　m_lpFS(lpFS) {}
　bool operator()(CString& szStringToCompare) const {
　　bool retVal = false;
　　
switch (m_lpFS->iMode) {
　　case FM_IS: {
　　 retVal = (szStringToCompare == m_lpFDD->szMatchStr);
　　 break;
　　}
　　case FM_STARTSWITH: {
　　 retVal = (szStringToCompare.Left(m_lpFDD->szMatchStr.GetLength())
　　 == m_lpFDD->szWindowTitle);
　　 break;
　　}
　　case FM_ENDSWITH: {
　　 retVal = (szStringToCompare.Right(m_lpFDD->szMatchStr.GetLength())
　　 == m_lpFDD->szMatchStr);
　　break;
　　}
　　case FM_CONTAINS: {
　　 retVal = (szStringToCompare.Find(m_lpFDD->szMatchStr) != -1);
　　 break;
　　}
　 }
　 return retVal;
}
private:
　LPFINDSTR m_lpFS;
};

通過這個操作你可以從vector中有效地刪除數據：
FindStr fs;
　fs.iMode = FM_CONTAINS;
　fs.szMatchStr = szRemove;
　vs.erase(std::remove_if(vs.begin(), vs.end(), FindMatchingString(&fs)), vs.end());
　　
Remove(),remove_if()等所有的移出操作都是建立在一個迭代範圍上的，不能操作容器中的數據。
所以在使用remove_if()，實際上操作的時容器裡數據的上面的。

看到remove_if()實際上是根據條件對迭代地址進行了修改，在數據的後面存在一些殘餘的數據，
那些需要刪除的數據。剩下的數據的位置可能不是原來的數據，但他們是不知道的。
調用erase()來刪除那些殘餘的數據。
注意上面例子中通過erase()刪除remove_if()的結果和vs.enc()範圍的數據。

修改自51CTO

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