C++中的vector容器對(duì)象學(xué)習(xí)筆記
C++中數(shù)組很坑,有沒有類似Python中l(wèi)ist的數(shù)據(jù)類型呢?類似的就是vector! vector 是同一種類型的對(duì)象的集合 ,每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的整數(shù)索引值。和 string 對(duì)象一樣,標(biāo)準(zhǔn)庫將負(fù)責(zé)管理與存儲(chǔ)元素相關(guān)的內(nèi)存。 我們把 vector 稱為容器,是因?yàn)樗梢园渌麑?duì)象 。 一個(gè)容器中的所有對(duì)象都必須是同一種類型的 。
vector對(duì)象的定義和初始化
同樣的,使用前,導(dǎo)入頭文件#include <vector> 可以使用using聲明:using std::vector;
vector 是一個(gè)類模板(class template)。使用模板可以編寫一個(gè)類定義或函數(shù)定義,而用于多個(gè)不同的數(shù)據(jù)類型。因此,我們可以定義保存 string 對(duì)象的 vector,或保存 int 值的 vector,又或是保存自定義的類類型對(duì)象(如 Sales_items 對(duì)象)的 vector。
聲明從類模板產(chǎn)生的某種類型的對(duì)象,需要提供附加信息,信息的種類取決于模板。 以 vector 為例,必須說明 vector 保存何種對(duì)象的類型,通過將類型放在類型放在類模板名稱后面的尖括號(hào)中來指定類型:
vector<T> v1; | 保存類型為 T 對(duì)象。默認(rèn)構(gòu)造函數(shù) v1 為空。 |
vector<T> v2(v1); | v2 是 v1 的一個(gè)副本。 |
vector<T> v3(n, i); | v3 包含 n 個(gè)值為 i 的元素。 |
vector<T> v4(n); | v4 含有值初始化的元素的 n 個(gè)副本。 |
【注意:1、若要?jiǎng)?chuàng)建非空的 vector 對(duì)象,必須給出初始化元素的值;2、當(dāng)把一個(gè) vector 對(duì)象復(fù)制到另一個(gè) vector 對(duì)象時(shí),新復(fù)制的 vector 中每一個(gè)元素都初始化為原 vectors 中相應(yīng)元素的副本。但這兩個(gè) vector 對(duì)象必須保存同一種元素類型;3、可以用元素個(gè)數(shù)和元素值對(duì) vector 對(duì)象進(jìn)行初始化。構(gòu)造函數(shù)用元素個(gè)數(shù)來決定 vector 對(duì)象保存元素的
個(gè)數(shù),元素值指定每個(gè)元素的初始值】
vector對(duì)象動(dòng)態(tài)增長 :
vector 對(duì)象(以及其他標(biāo)準(zhǔn)庫容器對(duì)象)的重要屬性就在于 可以在運(yùn)行時(shí)高效地添加元素。
【注意:因?yàn)?/p>
vector 增長的效率高
,在元素值已知的情況下,最好是動(dòng)態(tài)地添加元素?!?br /> 值初始化:
如果沒有指定元素的初始化式,那么標(biāo)準(zhǔn)庫將自行提供一個(gè)元素初始值進(jìn)行,具體值為何,取決于存儲(chǔ)在vector 中元素的數(shù)據(jù)類型。
如果為int型數(shù)據(jù),那么標(biāo)準(zhǔn)庫將用 0 值創(chuàng)建元素初始化式;
如果 vector 保存的是含有構(gòu)造函數(shù)的類類型(如 string)的元素,標(biāo)準(zhǔn)庫將用該類型的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建元素初始化式;
元素類型可能是沒有定義任何構(gòu)造函數(shù)的類類型。這種情況下,標(biāo)準(zhǔn)庫仍產(chǎn)生一個(gè)帶初始值的對(duì)象,這個(gè)對(duì)象的每個(gè)成員進(jìn)行了值初始化。
#include <iostream> #include <string> #include <vector> int main() { std::vector<int> a; std::vector<int> b(a); std::vector<int> c(10, 23); std::vector<std::string> svec(10, "null"); std::vector<std::string> svec2(10, "hi!"); std::vector<std::string> svec3(10); return 0; }
注意,沒有=號(hào)!
vector對(duì)象操作方法
和string類似!
.v.empty()
Returns true if v is empty; otherwise returns false如果 v 為空,則返回 true,否則返回 false。
.v.size()
Returns number of elements in v返回 v 中元素的個(gè)數(shù)。
【注意:1、返回相應(yīng) vector 類定義的size_type 的值,和string類似。2、使用 size_type 類型時(shí),必須指出該類型是在哪里定義的。vector 類型總是包括總是
包括 vector 的元素類型 vector<int>::size_type
】
v.push_back(t) Adds element with value t to end of v在 v 的末尾增加一個(gè)值為 t 的元素。以下為例子: #include <iostream> #include <string> #include <cctype> #include <vector> int main() { // read words from the standard input and store them as elements in a vector std::string word; std::vector<std::string> text; // empty vector while (std::cin >> word) { text.push_back(word); // append word to text for(std::vector<int>::size_type ix =0; ix != text.size(); ++ix) std::cout<<"Now text["<<ix<< "]is: "<<text[ix]<<std::endl; } return 0; }
結(jié)果為:
Hello Now text[0]is: Hello world! Now text[0]is: Hello Now text[1]is: world!
注意:
1、不可以直接輸出vector對(duì)象! 和list差別太大了。。。
2、下標(biāo)操作可以改變已有元素:例如上例,可以在最后加上:text[0] = "elements";
3、當(dāng)然和list一樣,肯定不能text[100] = "elements";在Python中這樣操作list回報(bào)下標(biāo)越界, C++中編譯不會(huì)報(bào)錯(cuò),運(yùn)行自動(dòng)退出!【 數(shù)組操作時(shí)這個(gè)會(huì)坑死你,不會(huì)報(bào)錯(cuò),不會(huì)退出!理所當(dāng)然,緩沖區(qū)溢出了,黑客們太喜歡了! 】
4、由于動(dòng)態(tài)增長, 不能先測(cè)試長度 ,而是循環(huán)中動(dòng)態(tài)測(cè)試!否則會(huì)出現(xiàn)莫名其妙的BUG!有人會(huì)擔(dān)心效率?別擔(dān)心!代價(jià)很小【內(nèi)聯(lián)函數(shù)】。
v[n]
Returns element at position n in v返回 v 中位置為 n 的元素。
(1)v1 = v2[/code]
Replaces elements in v1 by a copy of elements in v2把 v1 的元素替換為 v2 中元素的副本。
(2)v1 == v2[/code]
Returns true if v1 and v2 are equal如果 v1 與 v2 相等,則返回 true。
(3)!=, <, <=,>, and >=
Have their normal meanings保持這些操作符慣有的含義。
一個(gè)簡單的例子
讀入一段文本到 vector 對(duì)象,每個(gè)單詞存儲(chǔ)為 vector 中的一個(gè)元素。把vector 對(duì)象中每個(gè)單詞轉(zhuǎn)化為大寫字母。輸出 vector 對(duì)象中轉(zhuǎn)化后的元素,每八個(gè)單詞為一行輸出。
假設(shè)文本為:in the vector. transform each word into uppercase letters. Print the transformed elements from the vector, printing eight words to a line.
#include <iostream> #include <string> #include <vector> std::string deal_word(std::string word) { std::string WORD; // 創(chuàng)建空字符串 for(std::string::size_type ix =0; ix != word.size(); ++ix) { if (not ispunct(word[ix])) { WORD += toupper(word[ix]); //連接非標(biāo)點(diǎn)字符到字符串 } } return WORD; } int main() { std::string word; // 緩存輸入的單詞 std::vector<std::string> text; // empty vector std::cout<<"Please input the text:"<<std::endl; //提示輸入 while (std::cin >> word and word != "INPUTOVER") // INPUTOVER 用于標(biāo)示輸入結(jié)束,也可以ctrl + z停止輸入 { word = deal_word(word); // 單詞處理 text.push_back(word); // append word to text } for(std::vector<int>::size_type ix =0, j = 0; ix != text.size(); ++ix, ++j) { if (j==8) // 8個(gè)單詞一行 { std::cout<<std::endl; //換行 j = 0; //重新計(jì)數(shù) } std::cout<<text[ix]<<" "; //加空格! } return 0; }
結(jié)果為:
Please input the text: in the vector. transform each word into uppercase letters. Print the transformed elements from the vector, printing eight words to a line. INPUTOVER IN THE VECTOR TRANSFORM EACH WORD INTO UPPERCASE LETTERS PRINT THE TRANSFORMED ELEMENTS FROM THE VECTOR PRINTING EIGHT WORDS TO A LINE
vector.resize 與 vector.reserve
reserve是容器預(yù)留空間,但并不真正創(chuàng)建元素對(duì)象,在創(chuàng)建對(duì)象之前,不能引用容器內(nèi)的元素,因此當(dāng)加入新的元素時(shí),需要用push_back()/insert()函數(shù)。
resize是改變?nèi)萜鞯拇笮?,并且?chuàng)建對(duì)象,因此,調(diào)用這個(gè)函數(shù)之后,就可以引用容器內(nèi)的對(duì)象了,因此當(dāng)加入新的元素時(shí),用operator[]操作符,或者用迭代器來引用元素對(duì)象。
再者,兩個(gè)函數(shù)的形式是有區(qū)別的,reserve函數(shù)之后一個(gè)參數(shù),即需要預(yù)留的容器的空間;resize函數(shù)可以有兩個(gè)參數(shù),第一個(gè)參數(shù)是容器新的大小,第二個(gè)參數(shù)是要加入容器中的新元素,如果這個(gè)參數(shù)被省略,那么就調(diào)用元素對(duì)象的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。下面是這兩個(gè)函數(shù)使用例子:
vector<int> myVec; myVec.reserve( 100 ); // 新元素還沒有構(gòu)造, // 此時(shí)不能用[]訪問元素 for (int i = 0; i < 100; i++ ) ...{ myVec.push_back( i ); //新元素這時(shí)才構(gòu)造 } myVec.resize( 102 ); // 用元素的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造了兩個(gè)新的元素 myVec[100] = 1; //直接操作新元素 myVec[101] = 2;
初次接觸這兩個(gè)接口也許會(huì)混淆,其實(shí)接口的命名就是對(duì)功能的絕佳描述,resize就是重新分配大小,reserve就是預(yù)留一定的空間。這兩個(gè)接口即存在差別,也有共同點(diǎn)。下面就它們的細(xì)節(jié)進(jìn)行分析。
為實(shí)現(xiàn)resize的語義,resize接口做了兩個(gè)保證:
一是保證區(qū)間[0, new_size)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)有效,如果下標(biāo)index在此區(qū)間內(nèi),vector[indext]是合法的。
二是保證區(qū)間[0, new_size)范圍以外數(shù)據(jù)無效,如果下標(biāo)index在區(qū)間外,vector[indext]是非法的。
reserve只是保證vector的空間大小(capacity)最少達(dá)到它的參數(shù)所指定的大小n。在區(qū)間[0, n)范圍內(nèi),如果下標(biāo)是index,vector[index]這種訪問有可能是合法的,也有可能是非法的,視具體情況而定。
resize和reserve接口的共同點(diǎn)是它們都保證了vector的空間大小(capacity)最少達(dá)到它的參數(shù)所指定的大小。
因兩接口的源代碼相當(dāng)精簡,以至于可以在這里貼上它們:
void resize(size_type new_size) { resize(new_size, T()); } void resize(size_type new_size, const T& x) { if (new_size < size()) erase(begin() + new_size, end()); // erase區(qū)間范圍以外的數(shù)據(jù),確保區(qū)間以外的數(shù)據(jù)無效 else insert(end(), new_size - size(), x); // 填補(bǔ)區(qū)間范圍內(nèi)空缺的數(shù)據(jù),確保區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)有效 }
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