C++學習筆記（十三）（vector容器 ,deque容器）

本筆記主要來源於教程https://www.bilibili.com/video/av41559729?p=1

3.2 vector容器

3.2.1 vector基本概念

功能：

vector數據結構和數組非常相似，也稱爲單端數組

vector與普通數組區別：

不同之處在於數組是靜態空間，而vector可以動態擴展

動態擴展：

並不是在原空間之後續接新空間，而是找更大的內存空間，然後將原數據拷貝新空間，釋放原空間

- vector容器的迭代器是支持隨機訪問的迭代器

3.2.2 vector構造函數

功能描述：

創建vector容器

函數原型：

vector<T> v; //採用模板實現類實現，默認構造函數
vector(v.begin(), v.end()); //將v[begin(), end())區間中的元素拷貝給本身。
vector(n, elem); //構造函數將n個elem拷貝給本身。
vector(const vector &vec); //拷貝構造函數。

//vector容器的構造

void printVector(vector& v) {

    for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test01()
{
    vector v1; //默認構造 無參構造
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);

    //通過區間方式構造
    vector v2(v1.begin(), v1.end());
    printVector(v2);

    //n個elem方式構造
    vector v3(10, 100);
    printVector(v3);

    //拷貝構造
    vector v4(v3);
    printVector(v4);
}


int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;

}

總結：vector的多種構造方式沒有可比性，靈活使用即可
####** 3.2.3 vector賦值操作**

功能描述：

給vector容器進行賦值

函數原型：

vector& operator=(const vector &vec); //重載等號操作符
assign(beg, end); //將[beg, end)區間中的數據拷貝賦值給本身。(前閉後開)
assign(n, elem); //將n個elem拷貝賦值給本身。

示例：

//vector賦值
void printVector(vector& v) {

    for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

void test01()
{
    vector v1; 
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);

    //賦值
    vectorv2;
    v2 = v1;
    printVector(v2);

    //assign
    vectorv3;
    v3.assign(v1.begin(), v1.end()-1);
    printVector(v3);

    //n個elem
    vectorv4;
    v4.assign(10, 100);
    printVector(v4);
}


int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;

}

總結： vector賦值方式比較簡單，使用operator=，或者assign都可以

3.2.4 vector容量和大小

功能描述：

對vector容器的容量和大小操作

函數原型：

empty(); //判斷容器是否爲空
capacity(); //容器的容量
size(); //返回容器中元素的個數
resize(int num); //重新指定容器的長度爲num，若容器變長，則以默認值填充新位置。

//如果容器變短，則末尾超出容器長度的元素被刪除。

resize(int num, elem); //重新指定容器的長度爲num，若容器變長，則以elem值填充新位置。

//如果容器變短，則末尾超出容器長度的元素被刪除

示例：

void printVector(vector& v) {

    for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

//vector容器的容量和大小操作
void test01()
{
    vector v1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);

    if (v1.empty())//爲真，代表容器爲空
    {
        cout << "v1爲空" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "v1不爲空" << endl;
        cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;//動態拓展，永遠大於等於大小
        cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;
    }

    //resize 重新指定大小 ，若指定的更大，默認用0填充新位置，可以利用重載版本替換默認填充
    v1.resize(15);
    v1.resize(20,10);
    printVector(v1);

    //resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被刪除
    v1.resize(5);
    printVector(v1);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

總結：

判斷是否爲空 --- empty
返回元素個數 --- size
返回容器容量 --- capacity
重新指定大小 --- resize

####** 3.2.5 vector插入和刪除**

功能描述：

對vector容器進行插入、刪除操作

函數原型：

push_back(ele); //尾部插入元素ele
pop_back(); //刪除最後一個元素
insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
insert(const_iterator pos, int count,ele); //迭代器指向位置pos插入count個元素ele
erase(const_iterator pos); //刪除迭代器指向的元素
erase(const_iterator start, const_iterator end); //刪除迭代器從start到end之間的元素
clear(); //刪除容器中所有元素

示例：

void printVector(vector& v) {

    for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

//插入和刪除
/*
push_back(ele);      //尾部插入元素ele
pop_back();      //刪除最後一個元素
insert(const_iterator pos, ele);      //迭代器指向位置pos插入元素ele
insert(const_iterator pos, int count,ele);    //迭代器指向位置pos插入count個元素ele
erase(const_iterator pos);      //刪除迭代器指向的元素
erase(const_iterator start, const_iterator end);    //刪除迭代器從start到end之間的元素
clear();      //刪除容器中所有元素
*/
void test01()
{
    vector v1;
    //尾插
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(20);
    v1.push_back(30);
    v1.push_back(40);
    v1.push_back(50);
    //遍歷
    printVector(v1);
    //尾刪
    v1.pop_back();
    printVector(v1);
    //插入  第一個參數是迭代器
    v1.insert(v1.begin(), 100);
    printVector(v1);

    v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);
    printVector(v1);

    //刪除  參數也是迭代器
    v1.erase(v1.begin());
    printVector(v1);

    //清空
    v1.erase(v1.begin(), v1.end());
    v1.clear();
    printVector(v1);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

總結：

尾插 --- push_back
尾刪 --- pop_back
插入 --- insert (位置迭代器)
刪除 --- erase （位置迭代器）
清空 --- clear

3.2.6 vector數據存取

功能描述：

對vector中的數據的存取操作

函數原型：

at(int idx); //返回索引idx所指的數據
operator[]; //返回索引idx所指的數據
front(); //返回容器中第一個數據元素
back(); //返回容器中最後一個數據元素

示例：

//vector中的數據存取
void test01()
{
    vectorv1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }

    //利用[]方式訪問數組中的元素
    for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
    {
        cout << v1[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    //利用at方式訪問元素
    for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
    {
        cout << v1.at(i) << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "v1的第一個元素爲： " << v1.front() << endl;
    cout << "v1的最後一個元素爲： " << v1.back() << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

總結：

除了用迭代器獲取vector容器中元素，[ ]和at也可以
front返回容器第一個元素
back返回容器最後一個元素

3.2.7 vector互換容器

功能描述：

實現兩個容器內元素進行互換

函數原型：

swap(vec); // 將vec與本身的元素互換

示例：

//vector容器互換
void printVector(vector& v) {

    for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

//1、基本使用
void test01()
{
    vectorv1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);

    vectorv2;
    for (int i = 10; i > 0; i--)
    {
        v2.push_back(i);
    }
    printVector(v2);

    //互換容器
    cout << "互換後" << endl;
    v1.swap(v2);
    printVector(v1);
    printVector(v2);
}

//2、實際用途
//巧用swap可以收縮內存空間
void test02()
{
    vector v;
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        v.push_back(i);
    }

    cout << "v的容量爲：" << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小爲：" << v.size() << endl;

    v.resize(3);

    cout << "v的容量爲：" << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小爲：" << v.size() << endl;

    //巧用swap收縮內存
    vector(v).swap(v); //匿名對象

    cout << "v的容量爲：" << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小爲：" << v.size() << endl;
}

int main() {

    test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

總結：swap可以使兩個容器互換，可以達到實用的收縮內存效果

3.2.8 vector預留空間

功能描述：

減少vector在動態擴展容量時的擴展次數

函數原型：

reserve(int len); //容器預留len個元素長度，預留位置不初始化，元素不可訪問。

示例：

//vector預留空間
void test01()
{
    vector v;

    //預留空間
    v.reserve(100000);//預留空間就不需要不斷開闢新空間了

    int num = 0;//統計開闢次數
    int* p = NULL;
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        v.push_back(i);
        if (p != &v[0]) //v0首地址
        {
            p = &v[0];
            num++;
        }
    }

    cout << "num:" << num << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

總結：如果數據量較大，可以一開始利用reserve預留空間

3.3 deque容器

3.3.1 deque容器基本概念

功能：

雙端數組，可以對頭端進行插入刪除操作

deque與vector區別：

vector對於頭部的插入刪除效率低，數據量越大，效率越低
deque相對而言，對頭部的插入刪除速度回比vector快
vector訪問元素時的速度會比deque快,這和兩者內部實現有關 deque內部工作原理:

deque內部有個中控器，維護每段緩衝區中的內容，緩衝區中存放真實數據

中控器維護的是每個緩衝區的地址，使得使用deque時像一片連續的內存空間

deque容器的迭代器也是支持隨機訪問的

3.3.2 deque構造函數

功能描述：

deque容器構造

函數原型：

deque<T> deqT; //默認構造形式
deque(beg, end); //構造函數將[beg, end)區間中的元素拷貝給本身。
deque(n, elem); //構造函數將n個elem拷貝給本身。
deque(const deque &deq); //拷貝構造函數

void printDeque(const deque& d)
{
    for (deque::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) //const_iterator限制只讀狀態
    {
        //*it=100;//容器裏中的數據不可以修改了
        cout << *it << " ";

    }
    cout << endl;
}
//deque構造函數
void test01() {

    deque d1; //無參構造函數
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        d1.push_back(i);
    }
    printDeque(d1);
    deque d2(d1.begin(), d1.end());
    printDeque(d2);

    dequed3(10, 100);
    printDeque(d3);

    dequed4 = d3;
    printDeque(d4);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

總結：deque容器和vector容器的構造方式幾乎一致，靈活使用即可

3.3.3 deque賦值操作

功能描述：

給deque容器進行賦值

函數原型：

deque& operator=(const deque &deq); //重載等號操作符
assign(beg, end); //將[beg, end)區間中的數據拷貝賦值給本身。
assign(n, elem); //將n個elem拷貝賦值給本身。

示例：

void printDeque(const deque& d)
{
    for (deque::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
        cout << *it << " ";

    }
    cout << endl;
}
//deque容器賦值操作
void test01()
{
    deque d1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        d1.push_back(i);
    }
    printDeque(d1);

    dequed2;
    d2 = d1;
    printDeque(d2);

    dequed3;
    d3.assign(d1.begin(), d1.end());
    printDeque(d3);

    dequed4;
    d4.assign(10, 100);
    printDeque(d4);

}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

總結：deque賦值操作也與vector相同，需熟練掌握

3.3.4 deque大小操作

功能描述：

對deque容器的大小進行操作

函數原型：

deque.empty(); //判斷容器是否爲空
deque.size(); //返回容器中元素的個數
deque.resize(num); //重新指定容器的長度爲num,若容器變長，則以默認值填充新位置。

//如果容器變短，則末尾超出容器長度的元素被刪除。

deque.resize(num, elem); //重新指定容器的長度爲num,若容器變長，則以elem值填充新位置。

//如果容器變短，則末尾超出容器長度的元素被刪除。

沒有獲取容量，因爲deque沒有容量概念，可以無限擴充。

示例：

void printDeque(const deque& d)
{
    for (deque::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
        cout << *it << " ";

    }
    cout << endl;
}

//deque容器大小操作
void test01()
{
    deque d1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        d1.push_back(i);
    }
    printDeque(d1);

    //判斷容器是否爲空
    if (d1.empty()) {
        cout << "d1爲空!" << endl;
    }
    else {
        cout << "d1不爲空!" << endl;
        //統計大小
        cout << "d1的大小爲：" << d1.size() << endl;
    }

    //重新指定大小
    d1.resize(15, 1);
    printDeque(d1);

    d1.resize(5);
    printDeque(d1);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

總結：

deque沒有容量的概念
判斷是否爲空 --- empty
返回元素個數 --- size
重新指定個數 --- resize

3.3.5 deque插入和刪除

功能描述：

向deque容器中插入和刪除數據

函數原型：

兩端插入操作：

push_back(elem); //在容器尾部添加一個數據
push_front(elem); //在容器頭部插入一個數據
pop_back(); //刪除容器最後一個數據
pop_front(); //刪除容器第一個數據

指定位置操作：

insert(pos,elem); //在pos位置插入一個elem元素的拷貝，返回新數據的位置。

insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n個elem數據，無返回值。

insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)區間的數據，無返回值。

clear(); //清空容器的所有數據

erase(beg,end); //刪除[beg,end)區間的數據，返回下一個數據的位置。

erase(pos); //刪除pos位置的數據，返回下一個數據的位置。

示例：

//qeque的插入和刪除
void printDeque(const deque& d)
{
    for (deque::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
        cout << *it << " ";

    }
    cout << endl;
}
//兩端操作
void test01()
{
    deque d;
    //尾插
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    //頭插
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);

    printDeque(d);

    //尾刪
    d.pop_back();
    //頭刪
    d.pop_front();
    printDeque(d);
}

//插入
void test02()
{
    deque d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);
    printDeque(d);

    d.insert(d.begin(), 1000);
    printDeque(d);

    d.insert(d.begin(), 2, 10000);
    printDeque(d);

    dequed2;
    d2.push_back(1);
    d2.push_back(2);
    d2.push_back(3);

    d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());
    printDeque(d);

}

//刪除
void test03()
{
    deque d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);
    printDeque(d);

    d.erase(d.begin());
    printDeque(d);

    d.erase(d.begin(), d.end());
    d.clear();
    printDeque(d);
}

int main() {

    test01();

    test02();

    test03();

    system("pause");

    return 0;
}

總結：

插入和刪除提供的位置是迭代器！
尾插 --- push_back
尾刪 --- pop_back
頭插 --- push_front
頭刪 --- pop_front

3.3.6 deque數據存儲

功能描述：

對deque 中的數據的存取操作

函數原型：

at(int idx); //返回索引idx所指的數據
operator[]; //返回索引idx所指的數據
front(); //返回容器中第一個數據元素
back(); //返回容器中最後一個數據元素

示例：

//deque容器數據存取
void test01()
{

    deque d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);

    //[]方式
    for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
        cout << d[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    //at方式
    for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
        cout << d.at(i) << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "front:" << d.front() << endl;

    cout << "back:" << d.back() << endl;

}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

總結：

除了用迭代器獲取deque容器中元素，[ ]和at也可以
front返回容器第一個元素
back返回容器最後一個元素

3.3.7 deque排序

功能描述：

利用算法實現對deque容器進行排序

算法：

sort(iterator beg, iterator end) //對beg和end區間內元素進行排序

示例：

#include
#include//標準算法頭文件

void printDeque(const deque& d)
{
    for (deque::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
        cout << *it << " ";

    }
    cout << endl;
}

//deque容器排序
void test01()
{
    dequed;
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    d.push_back(30);
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);  
    d.push_front(300);

    //300,200,100,10,20,30
    printDeque(d);

    //排序 默認排序規則 從小到大 升序
    //對於支持隨機訪問的的迭代器的容器，都可以利用sort算法直接對其進行排序
    //vector也可以利用sort進行排序
    sort(d.begin(), d.end());
    cout << "排序後： ";
    printDeque(d);


}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

總結：sort算法非常實用，使用時包含頭文件 algorithm即可

3.4 案例-評委打分

3.4.1 案例描述

有5名選手：選手ABCDE，10個評委分別對每一名選手打分，去除最高分，去除評委中最低分，取平均分。

3.4.2 實現步驟

創建五名選手，放到vector中
遍歷vector容器，取出來每一個選手，執行for循環，可以把10個評分打分存到deque容器中
sort算法對deque容器中分數排序，去除最高和最低分
deque容器遍歷一遍，累加總分
獲取平均分

示例代碼：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>
#include<algorithm>//標準算法頭文件
#include<vector>
#include<string>
#include<ctime>

/*
有5名選手：選手ABCDE，10個評委分別對每一名選手打分，去除最高分，去除評委中最低分，取平均分。
*/
//選手類
class Person
{

public:
	Person(string name, int score)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Score = score;
	}

	string m_Name; //姓名
	int m_Score;  //平均分

};

void createPerson(vector<Person>&v)
{
	string nameSeed = "ABCDE";
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		string name = "選手";
		name += nameSeed[i];

		int score = 0;

		Person p(name, score);

		//將創建的person對象 放入到容器中
		v.push_back(p);
	}
}
//打分
void setScore(vector<Person>&v)
{
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		//將評委的分數 放入到deque容器中
		deque<int>d;
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
			int score = rand() % 41 + 60;  // 60 ~ 100
			d.push_back(score);
		}

		//cout << "選手： " << it->m_Name << " 打分： " << endl;
		//for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)
		//{
		//	cout << *dit << " ";
		//}
		//cout << endl;

		//排序
		sort(d.begin(), d.end());

		//去除最高和最低分
		d.pop_back();
		d.pop_front();

		//取平均分
		int sum = 0;
		for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)
		{
			sum += *dit; //累加每個評委的分數
		}

		int avg = sum / d.size();

		//將平均分 賦值給選手身上
		it->m_Score = avg;
	}

}
void showScore(vector<Person>&v)
{
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 平均分： " << it->m_Score << endl;
	}
}
int main()
{
	//隨機數種子
	srand((unsigned int)time(NULL));
	//1、創建5名選手
	vector<Person>v;//存放選手容器
	createPerson(v);

	//測試
  /*   for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
     {
	  cout << "姓名： " << (*it).m_Name << " 分數： " << (*it).m_Score << endl;
     }
*/
	//2、給5名選手打分
	 setScore(v);

	//3、顯示最後得分
	 showScore(v);

	system("pause");

	return 0;
}

總結： 選取不同的容器操作數據，可以提升代碼的效率

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C++學習筆記（十三）（vector容器 ,deque容器）

3.2 vector容器

3.2.1 vector基本概念

3.2.2 vector構造函數

3.2.4 vector容量和大小

3.2.6 vector數據存取

3.2.7 vector互換容器

3.2.8 vector預留空間

3.3 deque容器

3.3.1 deque容器基本概念

3.3.2 deque構造函數

3.3.3 deque賦值操作

3.3.4 deque大小操作

3.3.5 deque插入和刪除

3.3.6 deque數據存儲

3.3.7 deque排序

3.4 案例-評委打分

3.4.1 案例描述

3.4.2 實現步驟

Kafka存儲機制

HTTP URL 詳解

C++學習筆記（五）（內存分區，引用，函數）

C++學習筆記（六）（封裝）

C++學習筆記（十三）（vector容器 ,deque容器）

C++學習筆記（十七）（STL常用算法）

利用C++寫一個簡單的貪喫蛇小遊戲

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結