《C++ STL:vector类（上）》：详解基础使用&&核心接口及经典算法题 - 实践

（constructor）构造函数声明	接口说明
（重点）vector( )	无参构造
vector（size_type n, const value_type& val = value_type()）	构造并初始化n个val
（重点）vector (const vector& x);	拷贝构造
vector (InputIterator ﬁrst, InputIterator last);	使用迭代器进行初始化构造

二、vector的使用（结合文档）

2.1无输入输出流——自己实现Print

vector没法cin、cout，我们要想输出结果，就得自己封装一个Print函数——

void Print(const vector& v)
{
	for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
	{
		cout << v[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}

也可以范围for来实现

	//范围for
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

2.2 迭代器：vector iterator 的使用

2.2.1 概念理解

iterator的使用	接口说明
（重点）begin+end	获取第一个数据位置的iterator/const_iterator，获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
rbegin+rend	获取最后一个数据位置的reverse_iterator，获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator

2.2.2 实践

	vector::const_iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << "it" << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

这个可以封装到Print函数里面

void Print(const vector& v)
{
	//for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
	//{
	//	cout << v[i] << ' ';
	//}
	//cout << endl;
	//for (auto e : v)
	//{
	//	cout << e << ' ';
	//}
	//cout << endl;
	vector::const_iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << ' ';
		++it;
	}
	cout << endl;
}

调用前面已经封装好的Print函数，构造、输出

void test_vector1()
{
	vector v1;
	vector v2(10, 1);
	vector v3(v2);
	vector v4(v3.begin(), v3.end());
	string s1("xxxxxxxx");
	vector v5(s1.begin(), s1.end());
	vector v6 = { 1,2,3,4,5 };
	Print(v2);
	Print(v5);
	Print(v6);
	auto il = { 1,2,3,4 };
	for (auto e : il)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

2.3 vector的空间增长问题

2.3.1 文档接口理解

容量空间	接口说明
size	获取数据个数
capacity	获取容量大小
empty	判断是否为空
resize	改变vector的size
reserve	改变vector的capacity

（1）capacity的代码在vs和g++下分别运行会发现，vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。这个问题经常会考察，不要固化的认为，vector增容都是2倍，具体增长多少是根据具体的需求定义的。VS是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。
（2）reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题。
（3）resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size

2.3.2 不同环境下capacity增长倍数问题

我们来测试一下vector的默认扩容机制

// 测试vector的默认扩容机制
void TestVectorExpand()
{
	size_t sz;
	vector v;
	sz = v.capacity();
	cout << "making v grow:\n";
	for (int i = 0; i < 100; ++i)
	{
		v.push_back(i);
		if (sz != v.capacity())
		{
			sz = v.capacity();
			cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
		}
	}
}

vs环境下的运行结果：vs下使用的STL基本是按照1.5倍方式扩容

making foo grow:
capacity changed: 1
capacity changed: 2
capacity changed: 3
capacity changed: 4
capacity changed: 6
capacity changed: 9
capacity changed: 13
capacity changed: 19
capacity changed: 28
capacity changed: 42
capacity changed: 63
capacity changed: 94
capacity changed: 141

VS是按第一次2倍、后面1.5倍进行扩容的

g++是按2倍进行扩容的

2.3.3 reserve：提前将空间设置足够，提高效率

如果已经确定vector中要存储元素大概个数，可以提前将空间设置足够，这样就可以避免边插入边扩容导致效率低下的问题了——主要是避免一边插入一边扩容

// 如果已经确定vector中要存储元素大概个数，可以提前将空间设置足够
// 就可以避免边插入边扩容导致效率低下的问题了
void TestVectorExpandOP()
{
	vector v;
	size_t sz = v.capacity();
	v.reserve(100);   // 提前将容量设置好，可以避免一遍插入一遍扩容
	cout << "making bar grow:\n";
	for (int i = 0; i < 100; ++i)
	{
		v.push_back(i);
		if (sz != v.capacity())
		{
			sz = v.capacity();
			cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
		}
	}
}

2.3.4 实践

void test_vector2()
{
	//vector v1;
	//v1.reserve(100);
	//size_t old = v1.capacity();
	//cout << v1.capacity() << endl;
	//for (size_t i = 0; i < 100; i++)
	//{
	//	v1.push_back(i);
	//	if (old != v1.capacity())
	//	{
	//		cout << v1.capacity() << endl;
	//		old = v1.capacity();
	//	}
	//}
	vector v1;
	const int n = 100;
	v1.reserve(n);
	size_t old = v1.capacity();
	//cout << v1.capacity() << endl;
	size_t begin = clock();
	for (size_t i = 0; i < n; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		//if (old != v1.capacity())
		//{
		//	cout << v1.capacity() << endl;
		//	old = v1.capacity();
		//}
	}
	size_t end = clock();
	cout << end - begin << endl;
	vector v2;
	v2.resize(100, 1);
	Print(v2);
}

2.4 vector的增删查改

vector增删查改	接口说明
push_back	尾插
pop_back	尾删
find	查找（注意这个是算法模块实现，不是vector的成员接口）
insert	在position之前插入val
erase	删除position位置的数据
swap	交换两个vector的数据空间
operator[ ]	像数组一样访问

2.4.1 vector也只有尾插和尾删

和string一样，vector也只有尾插和尾删，没有头插和头删，因为要挪动数据，效率太低了

我们要头插、或者头删和string一样，直接用insert和erase就行

2.4.2 insert && erase实践

void test_vector3()
{
	vector v1 = { 1,2,3 };
	v1.push_back(4);
	Print(v1);
	//头插
	v1.insert(v1.begin(), 0);
	Print(v1);
	v1.insert(v1.begin() + 3, 0);
	Print(v1);
	//头删
	v1.erase(v1.begin());
	Print(v1);
	v1.erase(v1.begin() + 3);
	Print(v1);
}

2.5 如果你觉得库里面的不好用可以用自己定义的模版

这个要当心，这个如果不用就注释掉，否则会跟库冲突

2.6 简单了解一下emplace

2.6.1 简单了解

emplace可以简单理解为功能和insert差不多，而emplace_back和push_back功能一样，但前者效果更好，这个emplace我们在C++11会细讲

2.6.2 对比

2.6.3 实践

void test_vector4()
{
	AA aa1 = { 0,0 };
	vector v1 = { aa1,{1,1},{2,2},{3,3} };
	auto it = v1.begin();
	while (it != v1.end())
	{
		cout << it->_a1 << ' ' << it->_a2 << endl;
		++it;
	}
	cout << endl;
	v1.push_back(aa1);
	v1.emplace_back(aa1);
	//差异
	v1.push_back({ 1, 1 });//既可以传AA对象，又可以传构造AA对象的参数
	v1.emplace_back(2, 2);//只能传AA对象
	it = v1.begin();
	while (it != v1.end())
	{
		cout << it->_a1 << ' ' << it->_a2 << endl;
		++it;
	}
	cout << endl;
}

三、vector实践：两道算法题

3.1 只出现一次的数字

力扣链接：136. 只出现一次的数字

题目描述：

题目示例：

代码实现

代码演示如下

class Solution {
public:
    int singleNumber(vector& nums)
    {
       int val=0;
       for(auto e:nums)
       {
        val^=e;
       }
       return val;
    }
};

时间复杂度：O(n)，空间复杂度：O(1)。

3.2 杨辉三角

力扣链接：118. 杨辉三角

题目描述：

题目示例：

C版本：

麻不麻烦？麻烦！我们如果用C语言来实现的话，就要动态开辟二维数组——开辟指针数组，这个指针数组是指向数组的指针，或者这样理解：这个数组里面存放了指向数组的指针

C++版本的vector——轻松搞定

不用指针，用容器怎么表示二维数组呢？vector<vector<int>>

算法代码实现

代码：

class Solution {
public:
    vector> generate(int numRows) {
        vector> vv;
        //定义行
        vv.resize(numRows,vector());
        //定义列
        for(size_t i = 0;i < numRows;++i)
        {
            vv[i].resize(i + 1,1);//1
        }
        for(size_t i = 2;i < vv.size();++i)//第0、1行的都不需要处理，1
        {
            for(size_t j = 1;j < vv[i].size() - 1;++j)
            {
                vv[i][j] = vv[i-1][j] + vv[i-1][j-1];
            }
        }
        return vv;
    }
};