c++ --- vector

一.vector的介紹和使用

• （1）vector是可變大小數組的序列容器。
• （2）就像數組一樣，vector也採用連續存儲空間來儲存元素。也就意味着可以採用下標對vector的元素進行訪問，和數組一樣高效。但是又不像數組，它的大小是可以動態改變的，而且它的大小會被容器自動處理。
• （3）本質上講，vector使用動態分配數組來存儲它的元素。當新元素插入的時候，這個數組需要被重新分配大小，爲了增加存儲空間。其做法是，分配一個新的數組，然後講全部的元素移到這個數組中。就是賤而言，這是一個相對代價高的任務。因爲當時每當一個新的元素加入到容器的時候，vector並不會每次都重新分配大小。
• （4）vector分配空間策略：vector會分配一些額外的空間以適應可能的增長，因爲存儲空間比實際需要的存儲空間更大。不同的庫採用不同的策略權衡空間的使用和重新分配。但是無論如何，重新分配都應該是 對數增長的間隔大小，以至於在末尾插入一個元素的時候是在常數時間的複雜度完成的。
• （5）因此，vector佔用了更多的存儲空間，爲了獲得管理存儲空間的能力，並且以一種有效的方式動態增長。
• （6）與其他動態序列容器相比（deques，lists and forward_list）, vector在訪問元素的時候更加高效，在末尾添加和刪除元素相對高效。對於其他不在末尾的刪除和插入操作，效率更低。比起list和forward_lists統一的迭代器和引用更好。

1.vector的定義

構造函數聲明 接口說明
vector（） 無參構造
vector（size_type n, const value_type& val = value_type()） 構造並初始化n個val
vector (const vector& x); 拷貝構造
vector (InputIterator first, InputIterator last); 使用迭代器進行初始化構造

2.vector iterator的使用

iterator的使用 接口說明
begin() 獲取第一個數據位置的iterator
end() 獲取最後一個數據的下一個位置的iterator
rbegin() 獲取最後一個數據位置的reverse_iterator
rend() 獲取第一個數據前一個位置的reverse_iterator
cbegin() 獲取第一個數據位置的const_iterator
cend() 獲取最後一個數據的下一個位置的const_iterator

3.vector的空間增長問題

容量空間 接口說明
size() 獲取數據個數
capacity() 獲取容量大小
empty() 判斷是否爲空
void resize (size_type n, value_type val = value_type()); 改變vector的size
void reserve (size_type n); 改變vector放入capacity

• （1）capacity的代碼在vs和g++下分別運行會發現，vs下capacity是按1.5倍增長的，g++是按2倍增長的。 這個問題經常會考察，不要固化的認爲，順序表增容都是2倍，具體增長多少是根據具體的需求定義 的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。
• （2） reserve只負責開闢空間，如果確定知道需要用多少空間，reserve可以緩解vector增容的代價缺陷問 題。
• （3）resize在開空間的同時還會進行初始化，影響size

4.vector增刪查改

vector增刪查改 接口說明
void push_back (const value_type& val); 尾插
void pop_back(); 尾刪
InputIterator find (InputIterator first, InputIterator last, const T& val);
查找。（注意這個是算法模塊實現，不是 vector的成員接口）
iterator insert (iterator position, const value_type& val);在position之前插入val
iterator erase (iterator position); 刪除position位置的數據
void swap (vector& x); 交換兩個vector的數據空間
reference operator[] (size_type n); 像數組一樣訪問

二.vector的迭代器失效問題

當你使用vector容器時,如果你進行下面2種中的任意一種操作:

• 1.vector已滿再進行插入操作
• 2.使用erase()刪除數據.

就會導致迭代器失效.
舉個例子：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<list>
#include<string>
using namespace std;

int main()
{	
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(6);
	//給vector中插入6個數據.	
	
	auto e = v.begin();
	v.insert(v.end(), 7);//再用insert
	
	while (e != v.end())
	{
		cout << *e<<" ";
		e++;
	}
	
	system("pause");
	return 0;
}

比如上面的程序，給數組v插入6個數據的時候，在插入第七個數據後，用迭代器遍歷v就會出現錯誤。當vector被填滿時，在要插入7時。就要對vector進行增容。而我們都知道，vector擴容的原理是：開闢一塊更大的空間，將原空間數據騰到新的空間，在釋放掉原來的空間，在釋放空間的過程中，迭代器始終都沒有發生變化，這就意味着，擴容完畢之後，迭代器仍然指向着你釋放的空間。此時，在對迭代器進行++操作就會引發錯誤。

解決辦法：在擴容之後重新定位迭代器，就不會有問題了。
第二種情況是進行erase（）操作

#include<iostream>
#include<vector>
#include<list>
#include<string>
using namespace std;

int main()
{	
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	
	vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 3);//返回3位置的迭代器
	v.insert(it, 30);//3前面插入30
	it = v.begin();

	while (it != v.end())//刪掉所有的偶數
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			v.erase(it);
		}
		it++;
	}
	auto e = v.begin();
	while (e != v.end())
	{
		cout << *e<<" ";
	}
	
	system("pause");
	return 0;
}

由上述的代碼，我們可以得出結論，在刪除偶數的過程中3被跳過了，沒有檢查是否爲偶數，這是因爲在erase的底層實現是後面的元素向前挪覆蓋掉被刪除元素所導致的，當我們以爲迭代器正常迭代的時候，其實它已經失效了，最可怕的是，當最後一個元素4被刪除檢查的時候，迭代器還有進行++操作，因爲邏輯上此時它還不是end（），但是end（）其實前挪了，所以迭代器跑到了vector的外面，導致出現錯誤。

解決辦法：
erase（iterator it）函數的返回值是被刪除的下一個有效位置的迭代器，所以我們將這個值賦給迭代器就不會出現問題。

	while (it != v.end())//刪掉所有的偶數
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			it = v.erase(it);
		}
		else
		{
			it++;
		}
	}