vector的用法

C++ 中 vector 的用法

在C++编程中，vector 是一个非常重要且常用的容器。它是标准模板库（STL）的一部分，提供了动态数组的功能，可以根据需要自动调整其大小。本文将详细介绍 vector 的用法，包括其基本操作、常用方法以及一些高级用法。

什么是 vector？

vector 是一个动态数组，它可以在运行时根据需要自动扩展或收缩。与普通数组不同，vector 的大小不是固定的。它提供了一些方便的函数来管理存储和访问元素。

引入 vector

在使用 vector 之前，需要包含头文件 <vector>：

#include <vector>

同时，为了方便使用标准库的功能，可以加入以下命名空间声明：

using namespace std;

一、vector 的初始化

可以有五种方式，举例如下：

1. vector<int> a(10);

   • 定义了 10 个整型元素的向量，但没有给出初值，其值是不确定的。

2. vector<int> a(10, 1);

   • 定义了 10 个整型元素的向量，且给出每个元素的初值为 1。

3. vector<int> a(b);

   • 用 b 向量来创建 a 向量，整体复制赋值。

4. vector<int> a(b.begin(), b.begin() + 3);

   • 定义了 a 的值为 b 中第 0 个到第 2 个（共 3 个）元素。

5. 从数组中获得初值：

   int b[7] = {1, 2, 3, 4, 5, 9, 8};
   vector<int> a(b, b + 7);

二、vector 对象的几个重要操作

1. a.assign(b.begin(), b.begin() + 3);

   • 将 b 的 0 ~ 2 个元素构成的向量赋给 a。

2. a.assign(4, 2);

   • 使 a 只含 4 个元素，且每个元素为 2。

3. a.back();

   • 返回 a 的最后一个元素。

4. a.front();

   • 返回 a 的第一个元素。

5. a[i];

   • 返回 a 的第 i 个元素，当且仅当 a[i] 存在。

6. a.clear();

   • 清空 a 中的元素。

7. a.empty();

   • 判断 a 是否为空，空则返回 true，不空则返回 false。

8. a.pop_back();

   • 删除 a 向量的最后一个元素。

9. a.erase(a.begin() + 1, a.begin() + 3);

   • 删除 a 中第 1 个到第 2 个元素。

10. a.push_back(5);

    • 在 a 的最后一个位置插入一个元素，值为 5。

11. a.insert(a.begin() + 1, 5);

    • 在 a 的第 1 个位置插入数值 5。

12. a.insert(a.begin() + 1, 3, 5);

    • 在 a 的第 1 个位置插入 3 个值为 5 的元素。

13. a.insert(a.begin() + 1, b + 3, b + 6);

    • 在 a 的第 1 个位置插入 b 的第 3 个到第 5 个元素。

14. a.size();

    • 返回 a 中元素的个数。

15. a.capacity();

    • 返回 a 在内存中总共可以容纳的元素个数。

16. a.resize(10);

    • 将 a 的现有元素个数调整至 10 个，多则删，少则补，其值随机。

17. a.resize(10, 2);

    • 将 a 的现有元素个数调整至 10 个，多则删，少则补，其值为 2。

18. a.reserve(100);

    • 将 a 的容量扩充至 100。

19. a.swap(b);

    • 将 a 中的元素和 b 中的元素进行整体交换。

20. a == b;

    • 比较两个向量是否相等，向量的比较操作还有 !=, >=, <=, >, <。

三、顺序访问 vector 的几种方式

1. 向向量 a 中添加元素：

   vector<int> a;
   for (int i = 0; i < 10; i++)
       a.push_back(i);

2. 从数组中选择元素向向量中添加：

   int a[6] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
   vector<int> b;
   for (int i = 1; i <= 4; i++)
       b.push_back(a[i]);

3. 从现有向量中选择元素向向量中添加：

   int a[6] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
   vector<int> b;
   vector<int> c(a, a + 4);
   for (vector<int>::iterator it = c.begin(); it < c.end(); it++)
       b.push_back(*it);

4. 从文件中读取元素向向量中添加：

   ifstream in("data.txt");
   vector<int> a;
   for (int i; in >> i;)
       a.push_back(i);

四、几种重要的算法

使用时需要包含头文件 <algorithm>：

1. sort(a.begin(), a.end());

   • 对 a 中的元素进行从小到大排列。

2. reverse(a.begin(), a.end());

   • 对 a 中的元素倒置，但不排序。

3. copy(a.begin(), a.end(), b.begin() + 1);

   • 把 a 中的元素复制到 b 中，从 b.begin() + 1

   的位置开始。

4. find(a.begin(), a.end(), 10);

   • 在 a 中查找 10，若存在返回其在向量中的位置。

示例代码

以下是一个综合示例，展示了 vector 的各种基本操作：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main() {
    // 创建和初始化vector
    vector<int> v = {1, 2, 3, 4};

    // 访问和修改元素
    cout << "第一个元素: " << v[0] << endl;
    v[1] = 10;
    cout << "修改后的第二个元素: " << v.at(1) << endl;

    // 添加和删除元素
    v.push_back(5);
    v.insert(v.begin(), 0);
    v.erase(v.begin() + 2);
    v.pop_back();

    // 遍历vector
    cout << "遍历vector: ";
    for (int x : v) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;

    // 使用常用的方法
    cout << "vector的大小: " << v.size() << endl;
    cout << "vector是否为空: " << (v.empty() ? "是" : "否") << endl;

    v.clear();
    cout << "清空后vector的大小: " << v.size() << endl;

    // 使用算法
    vector<int> a = {4, 2, 3, 1};
    sort(a.begin(), a.end());
    cout << "排序后的vector: ";
    for (int x : a) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;

    reverse(a.begin(), a.end());
    cout << "倒置后的vector: ";
    for (int x : a) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

结语

vector 是 C++ 中非常强大的一个容器，它提供了动态数组的功能，能够方便地进行元素的添加、删除和访问。在实际编程中，vector 被广泛应用于各种场景，掌握 vector 的用法对提升 C++ 编程能力非常有帮助。希望这篇文章能够帮助你更好地理解和使用 vector。