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vector的认识与使用
认识vector
vector：翻译过来是向量，矢量。但是学习过来，给我的感觉类似于顺序表，或者说是数组？？
- std::vector
- template < class T, class Alloc = allocator > class vector; // generic template
class T代表的是一个类型，是成员变量。
allocator代表的是空间配置器。
- vector是一个可以改变大小的代表数组的序列容器。
- 类似于数组，vector使用连续的存储位置存储元素，意味着可以采用下标对vector的元素进行访问，并且和数组一样高效。但是不同于数组，其大小可以随着存储被容器自动处理而动态改变。
- 本质来将，vector使用动态分配数组来存储它的元素。对于数组而言，当新元素被插入的时候，数组为了增加存储空间需要被重新分配大小。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，vector并不会每次都重新分配大小。
- vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔下进行增长的，以至于在末尾插入一个元素的时候可以提供摊销的恒定时间复杂度。
- 因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。
- 与其他动态序列容器相比（deque，list，forward_list），vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其他不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起list和forward_list统一的迭代器和引用更好。
vector的使用
在使用STL的三个境界：能用，明理，能扩展。
在介绍vector的时候，需要结合文档来学习：链接: vector
Member functions（成员函数）
构造函数(constructor)
- std::vector::vector
- 构造vector
- 构造一个vector容器，根据使用的构造函数版本初始化其内容
- default (1)
explicit vector (const allocator_type& alloc = allocator_type());
无参构造函数（默认构造）
构造一个没有任何元素的空的容器
vector<int> v1; - fill (2)
explicit vector (size_type n, const value_type& val = value_type(),
const allocator_type& alloc = allocator_type());
fill构造函数
构造一个有n个元素的容器，每一个元素都是val的值。
vector<int> v2(10, 1); vector<char> v3(5, 'x'); vector<string> v4(6, "hello"); - range (3)
template < class InputIterator >
vector (InputIterator first, InputIterator last,
const allocator_type& alloc = allocator_type());
range构造函数
构造一个函数，其中包含与范围（first,last）一样长的元素，每一个元素以相同的顺序从该范围内的相应元素构造。
int a[4] = { 4,27,22,20 }; vector<int> v5(a, a + 4); 这种方式可以使用自己的迭代器进行构造：
vector<int> v1(10, 1); vector<int> v2(v1.begin(), v1.end()); 同时也可以使用其他容器的迭代器：
string str("hello world"); vector<char> v(str.begin(), str.end()); 【说明】STL中包括容器（存储数据）和算法（对数据进行处理），在算法中有一个sort()函数，头文件为< algorithm >，就是使用迭代器进行排序的。
下面进行升序排序操作：
int a[4] = { 4,27,22,20 }; vector<int> v(a, a + 4); sort(v.begin(), v.end()); for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) { cout << v[i] << " "; } cout << endl; 下面进行降序排序操作:
int a[4] = { 4,27,22,20 }; vector<int> v(a, a + 4); greater<int> g; sort(v.begin(), v.end(), g); for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) { cout << v[i] << " "; } cout << endl; 降序操作也可以写成匿名对象的方式：
int a[4] = { 4,27,22,20 }; vector<int> v(a, a + 4); sort(v.begin(), v.end(), greater<int>()); for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) { cout << v[i] << " "; } cout << endl; 其他容器也是允许被排序的，例如string类，数组等等。
- copy (4)
vector (const vector& x);
拷贝构造
构造一个函数，其中包含x中的每一个元素的副本，顺序相同。
vector<int> v6(10, 2); vector<int> v7(v6); 【注意】了解vector的基本原理之后，可以觉得vector已经可以代替string了，但是这是不可取的。
vector< char > 不能代替string的原因：
首先俩者是存在不同点的，string后面保证会出现’\0’，这是为了像C兼容，而vector是不会自动出现"\0"的，需要手动添加，而手动添加的代价就是难免会忘记。同时，string的接口是要比vector更加丰富的，很多关于string的专业接口函数。例如：vector的比较大小相较于string类的比较大小是没有意义的。
vector是针对所有类型的，同时vector也是可以引用string类的。
vector<string> v; 可以向string类型的vector添加字符串：
string name1("大柏"); v.push_back(name1); 这里可以替换成匿名对象
v.push_back(string("大柏")); 也可以直接添加字符串:
v.push_back("大柏"); 需要注意的是，这里直接添加字符串是相当于隐式类型转换，将字符串先进行拷贝构造，然后再进行构造，系统会直接优化成直接构造。
析构函数(destructor)
- std::vector::~vector
- ~vector();
- 析构函数
- 销毁容器对象
赋值构造函数(operator=)
- std::vector::operator=
- copy (1)
vector& operator= (const vector& x); - 分配内容
vector<int> v1(10, 5); vector<int> v2; v2 = v1; Iterators（迭代器）
begin
- std::vector::begin
- iterator begin();
- const_iterator begin() const;
- 返回指向开始的迭代器
end
- std::vector::end
- iterator end();
- const_iterator end() const;
- 返回指向结尾的迭代器
【注意】迭代器无const可以进行读写，而有const只能进行度。
vector<int> v(10, 5); vector<int>::iterator it = v.begin(); while (it != v.end()) { cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; 
rbegin
- std::vector::rend
- reverse_iterator rend();
- const_reverse_iterator rend() const;
- 返回指向反向结尾（开头）的反向迭代器
rend
- std::vector::rend
- reverse_iterator rend();
- const_reverse_iterator rend() const;
- 返回指向反向开头（结尾）的反向迭代器。
使用反向迭代器也可以进行排降序：
int a[4] = { 4,27,22,20 }; vector<int> v(a, a + 4); sort(v.rbegin(), v.rend()); for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) { cout << v[i] << " "; } cout << endl; 
Capacity（容量）
size
- std::vector::size
- size_type size() const;
- 返回大小
vector<int> v(10, 5); cout << v.size() << endl; max_size
- std::vector::max_size
- size_type max_size() const;
- 返回最大存储
【注意】不同的平台，最大的存储值不同
vector<int> v(10, 5); cout << v.max_size() << endl; resize
- std::vector::resize
- void resize (size_type n, value_type val = value_type());
- 改变大小
vector<int> v(10, 5); v.resize(20, 1); for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) { cout << v[i] << " "; } cout << endl; capacity
- std::vector::capacity
- size_type capacity() const;
- 返回分配存储容量的大小
下面是一段测试默认扩容机制
// 测试vector的默认扩容机制 void TestVectorExpand() { size_t sz; vector<int> 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'; } } } 使用这段代码分别在vs环境下和gcc环境下测试会发现，vs下capacity是以1.5倍增长的，而gcc环境下capacity是以2倍增长的。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。
empty
- std::vector::empty
- bool empty() const;
- 测试容器是否为空
vector<int> v1(10, 5); vector<int> v2; cout << v1.empty() << endl; cout << v2.empty() << endl; reserve
- std::vector::reserve
- void reserve (size_type n);
- 请求改变容量
vector<int> v(10, 5); v.reserve(30); cout << v.capacity() << endl; 【注意】
1.使用reserve时是不允许使用下标[ ]的，这是因为下标[ ]在使用时需要调用size，而reserve不会改变size。
2.使用reserve需要添加数据时，可以使用push_back；使用resize添加数据时，可以使用下标+[ ]。这是因为reserve只能开辟空间，并不能改变size大小；而resize不仅可以开辟空间，同时也会改变size
Element access（元素访问）
operator[]
- std::vector::operator[]
- reference operator[] (size_type n);
- const_reference operator[] (size_type n) const;
- 访问元素
vector<int> v(10, 5); for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) { v[i] = i; } at
- std::vector::at
- reference at (size_type n);
- const_reference at (size_type n) const;
- 访问元素
vector<int> v(10, 5); for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) { v.at(i) = i; } 【注意】使用下标+[ ]与at基本没有差别，唯一的差距是，使用下表+[] 报错时会断言，而使用at报错时会抛异常。
front
- std::vector::front
- reference front();
- const_reference front() const;
- 访问第一个元素
int a[4] = { 4,27,22,20 }; vector<int> v(a, a + 4); cout << v.front() << endl; back
- std::vector::back
- reference back();
- const_reference back() const;
- 访问最后一个元素
int a[4] = { 4,27,22,20 }; vector<int> v(a, a + 4); cout << v.back() << endl; Modifiers（修饰符）
assign
- std::vector::assign
- range (1)
template < class InputIterator>
void assign (InputIterator first, InputIterator last); - fill (2)
void assign (size_type n, const value_type& val); - 分配元素内容
vector<int> v(10, 5); v.assign(20, 1); for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) { cout << v[i] << " "; } cout << endl; push_back
- std::vector::push_back
- void push_back (const value_type& val);
- 在后面添加元素
vector<int> v(10, 5); v.push_back(1); for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) { cout << v[i] << " "; } cout << endl; pop_back
- std::vector::pop_back
- void pop_back();
- 删除最后一个元素
int a[4] = { 4,27,22,20 }; vector<int> v(a, a + 4); v.pop_back(); for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) { cout << v[i] << " "; } cout << endl; insert
- std::vector::insert
- single element (1)
iterator insert (iterator position, const value_type& val); - fill (2)
void insert (iterator position, size_type n, const value_type& val); - range (3)
template < class InputIterator >
void insert (iterator position, InputIterator first, InputIterator last); - 插入元素
int a[4] = { 4,27,22,20 }; vector<int> v(a, a + 4); v.insert(v.begin() + 2, 15); for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) { cout << v[i] << " "; } cout << endl; erase
- std::vector::erase
- iterator erase (iterator position);
- iterator erase (iterator first, iterator last);
- 删除元素
int a[4] = { 4,27,22,20 }; vector<int> v(a, a + 4); v.erase(v.begin() + 1); for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) { cout << v[i] << " "; } cout << endl; swap
- std::vector::swap
- void swap (vector& x);
- 交换内容
int a[4] = { 4,27,22,20 }; vector<int> v1(a, a + 4); vector<int> v2(10, 5); v1.swap(v2); clear
- std::vector::clear
- void clear();
- 清理内容
vector<int> v2(10, 5); v2.clear(); 