【编程语言】C++ 中 vector 的常用操作方法

发布于:2024-10-18 ⋅ 阅读:(28) ⋅ 点赞:(0)

在 C++ 中,vector 是 STL(标准模板库)提供的一个动态数组容器,允许我们在运行时动态调整大小。vector 提供了许多方便的操作,使得它成为管理数据的理想选择。在这篇博客中,我们将探讨 vector 的一些常用操作方法,并提供一些拓展知识,帮助你更好地理解和使用这一强大的数据结构。

1. 初始化和赋值

1.1 默认构造函数

vector<int> v1;

创建一个空的 vector

1.2 指定大小和初值

vector<int> v2(5, 10);

创建一个包含 5 个元素的 vector,每个元素的初始值为 10。

1.3 使用列表初始化

vector<int> v3 = {1, 2, 3, 4, 5};

使用初始值列表来构造 vector

1.4 拷贝构造函数

vector<int> v4(v3);

使用现有的 vector 进行拷贝构造。

2. 访问元素

2.1 使用 [] 操作符

int val = v3[2];

直接通过索引访问元素,但不检查边界。

2.2 使用 at() 函数

int val = v3.at(2);

[] 类似,但 at() 会检查索引是否合法,超出范围会抛出异常。

2.3 获取第一个和最后一个元素

int first = v3.front();
int last = v3.back();

2.4 获取指向数据的指针

int* data_ptr = v3.data();

获取 vector 中元素存储数组的指针。

3. 修改元素

3.1 添加元素

3.1.1 使用 push_back()
v3.push_back(6);

vector 的末尾添加一个元素。

3.1.2 使用 emplace_back()
v3.emplace_back(7);

在末尾原地构造一个元素,避免不必要的拷贝。

3.2 删除元素

3.2.1 使用 pop_back()
v3.pop_back();

移除 vector 末尾的元素。

3.2.2 使用 erase()
v3.erase(v3.begin() + 2);

移除指定位置的元素。

3.2.3 使用 clear()
v3.clear();

清空 vector 中的所有元素。

4. 迭代器操作

4.1 使用迭代器遍历

for (vector<int>::iterator it = v3.begin(); it != v3.end(); ++it) {
    cout << *it << " ";
}

4.2 使用范围 for 循环

for (int val : v3) {
    cout << val << " ";
}

4.3 使用反向迭代器

for (vector<int>::reverse_iterator rit = v3.rbegin(); rit != v3.rend(); ++rit) {
    cout << *rit << " ";
}

5. 容量管理

5.1 使用 size()capacity()

size_t size = v3.size();
size_t capacity = v3.capacity();

size() 返回 vector 中的元素个数,capacity() 返回当前分配的存储空间大小(可以容纳的元素个数)。

5.2 使用 reserve()

v3.reserve(10);

预先分配至少能容纳 10 个元素的空间。

5.3 使用 resize()

v3.resize(8, 0);

vector 的大小调整为 8,如果新大小大于当前大小,多出的元素将使用 0 进行初始化。

6. 性能优化技巧

6.1 避免不必要的拷贝

在插入元素时,尽量使用 emplace_back() 而不是 push_back(),可以减少一次对象的拷贝构造。

6.2 使用 shrink_to_fit()

v3.shrink_to_fit();

将多余的容量释放,减少内存占用。

6.3 避免过度扩展

在已知 vector 大小大致范围时,提前使用 reserve() 分配足够的空间,避免扩展时频繁的内存分配。

7. 拓展知识

7.1 vector 的内存管理

vector 使用的是动态数组来管理元素。当需要扩展时,它会分配一个更大的内存块,将原有元素拷贝过去。为了避免频繁的内存分配,vector 通常会预留比实际需要更多的空间,这就是 capacity()size() 之间的差异。

7.2 异常安全性

vector 的许多操作,如 push_back()resize() 等,可能会分配新的内存并移动对象。因此,在操作 vector 时要考虑异常安全性。大多数情况下,vector 提供的是“强异常安全保证”,即如果发生异常,容器的状态不会被破坏。

7.3 与原始数组的比较

vector 提供了动态调整大小、自动管理内存和许多便利的操作,而原始数组则更为简单且性能稍高。在需要高效内存使用的地方,可以考虑使用 std::array 或原始数组,但在大多数情况下,vector 是更安全和灵活的选择。


网站公告

今日签到

点亮在社区的每一天
去签到