- ACM程序设计(第2版)
- 曾棕根
- 1126字
- 2020-07-09 15:51:56
2.2 vector向量容器
vector向量容器不但能像数组一样对元素进行随机访问，还能在尾部插入元素，是一种简单、高效的容器，完全可以代替数组。
值得注意的是，vector具有内存自动管理的功能，对于元素的插入和删除，可动态调整所占的内存空间。
使用vector向量容器，需要头文件包含声明“#include <vector>”。vector文件在C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include文件夹中可以找到。
vector容器的下标是从0开始计数的，也就是说，如果vector容器的大小是n，那么，元素的下标是0～n-1。对于vector容器的容量定义，可以事先定义一个固定大小，事后，可以随时调整其大小；也可以事先不定义，随时使用push_back()方法从尾部扩张元素，也可以使用insert()在某个元素位置前插入新元素。
vector容器有两个重要的方法，begin()和end()。begin()返回的是首元素位置的迭代器；end()返回的是最后一个元素的下一元素位置的迭代器。
2.2.1 创建vector对象
创建vector对象常用的有三种形式。
（1）不指定容器的元素个数，如定义一个用来存储整型的容器：
vector<int> v;
（2）创建时，指定容器的大小，如定义一个用来存储10个double类型元素的向量容器：
vector<double> v(10);
注意，元素的下标为0～9；另外，每个元素的值被初始化为0.0。
（3）创建一个具有n个元素的向量容器对象，每个元素具有指定的初始值：
vector<double> v(10,8.6);
上述语句定义了v向量容器，共有10个元素，每个元素的值是8.6。
2.2.2 尾部元素扩张
通常使用push_back()对vector容器在尾部追加新元素。尾部追加元素，vector容器会自动分配新内存空间。可对空的vector对象扩张，也可对已有元素的vector对象扩张。
下面的代码将2,7,9三个元素从尾部添加到v容器中，这样，v容器中就有三个元素，其值依次是2,7,9。
#include <vector>
using namespace std;
int main(int argc, char * argv[])
{
vector<int> v;
v.push_back(2);
v.push_back(7);
v.push_back(9);
return 0;
}
2.2.3 下标方式访问vector元素
访问或遍历vector对象是常要做的事情。对于vector对象，可以采用下标方式随意访问它的某个元素，当然，也可以以下标方式对某元素重新赋值，这点类似于数组的访问方式。
下面的代码就是采用下标方式对数组赋值，再输出元素的值2,7,9：
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char * argv[])
{
vector<int> v(3);
v[0]=2;
v[1]=7;
v[2]=9;
cout<<v[0]<<" "<<v[1]<<" "<<v[2]<<endl;
return 0;
}
2.2.4 用迭代器访问vector元素
常使用迭代器配合循环语句来对vector对象进行遍历访问，迭代器的类型一定要与它要遍历的vector对象的元素类型一致。
下面的代码采用迭代器对vector进行了遍历，输出2,7,9：
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char * argv[])
{
vector<int> v(3);
v[0]=2;
v[1]=7;
v[2]=9;
//定义迭代器变量
vector<int>::iterator it;
for(it=v.begin(); it! =v.end(); it++)
{
//输出迭代器上的元素值
cout<<*it<<" ";
}
//换行
cout<<endl;
return 0;
}
2.2.5 元素的插入
insert()方法可以在vector对象的任意位置前插入一个新的元素，同时，vector自动扩张一个元素空间，插入位置后的所有元素依次向后挪动一个位置。
要注意的是，insert()方法要求插入的位置，是元素的迭代器位置，而不是元素的下标。
下面的代码输出的结果是8,2,1,7,9,3：
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char * argv[])
{
vector<int> v(3);
v[0]=2;
v[1]=7;
v[2]=9;
//在最前面插入新元素，元素值为8
v.insert(v.begin(),8);
//在第2个元素前插入新元素1
v.insert(v.begin()+2,1);
//在向量末尾追加新元素3
v.insert(v.end(),3);
//定义迭代器变量
vector<int>::iterator it;
for(it=v.begin(); it! =v.end(); it++)
{
//输出迭代器上的元素值
cout<<*it<<" ";
}
//换行
cout<<endl;
return 0;
}
2.2.6 元素的删除
erase()方法可以删除vector中迭代器所指的一个元素或一段区间中的所有元素。
clear()方法则一次性删除vector中的所有元素。
下面这段代码演示了vector元素的删除方法：
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char * argv[])
{
vector<int> v(10);
//给向量赋值
for(int i=0; i<10; i++)
{
v[i]=i;
}
//删除第2个元素，从0开始计数
v.erase(v.begin()+2);
//定义迭代器变量
vector<int>::iterator it;
for(it=v.begin(); it! =v.end(); it++)
{
//输出迭代器上的元素值
cout<<*it<<" ";
}
//换行
cout<<endl;
//删除迭代器第1到第5区间的所有元素
v.erase(v.begin()+1, v.begin()+5);
for(it=v.begin(); it! =v.end(); it++)
{
//输出迭代器上的元素值
cout<<*it<<" ";
}
//换行
cout<<endl;
//清空向量
v.clear();
//输出向量大小
cout<<v.size()<<endl;
return 0;
}
运行结果：
0 1 3 4 5 6 7 8 9
0 6 7 8 9
0
2.2.7 使用reverse反向排列算法
reverse反向排列算法，需要定义头文件“#include <algorithm>”, algorithm文件位于C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include文件夹中。
reverse算法可将向量中某段迭代器区间元素反向排列，看下面这段代码：
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main(int argc, char * argv[])
{
vector<int> v(10);
//给向量赋值
for(int i=0; i<10; i++)
{
v[i]=i;
}
//反向排列向量的从首到尾间的元素
reverse(v.begin(), v.end());
//定义迭代器变量
vector<int>::iterator it;
for(it=v.begin(); it! =v.end(); it++)
{
//输出迭代器上的元素值
cout<<*it<<" ";
}
//换行
cout<<endl;
return 0;
}
输出结果：
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
2.2.8 使用sort算法对向量元素排序
使用sort算法，需要声明头文件“#include <algorithm>”。
sort算法要求使用随机访问迭代器进行排序，在默认的情况下，对向量元素进行升序排列，下面这个程序很好地说明了sort算法的使用方法：
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main(int argc, char * argv[])
{
vector<int> v;
int i;
//赋值
for(i=0; i<10; i++)
{
v.push_back(9-i);
}
//输出排序前的元素值
for(i=0; i<10; i++)
{
cout<<v[i]<<" ";
}
//回车换行
cout<<endl;
//排序，升序排列
sort(v.begin(), v.end());
//输出排序后的元素值
for(i=0; i<10; i++)
{
cout<<v[i]<<" ";
}
//回车换行
cout<<endl;
return 0;
}
运行结果：
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
还可以自己设计排序比较函数，然后，把这个函数指定给sort算法，那么，sort就根据这个比较函数指定的排序规则进行排序。下面的程序自己设计了一个排序比较函数Comp，要求对元素的值由大到小排序：
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
//自己设计排序比较函数：对元素的值进行降序排列
bool Comp(const int &a, const int &b)
{
if(a! =b)return a>b;
else return a>b;
}
int main(int argc, char * argv[])
{
vector<int> v;
int i;
//赋值
for(i=0; i<10; i++)
{
v.push_back(i);
}
//输出排序前的元素值
for(i=0; i<10; i++)
{
cout<<v[i]<<" ";
}
//回车换行
cout<<endl;
//按Comp函数比较规则排序
sort(v.begin(), v.end(), Comp);
//输出排序后的元素值
for(i=0; i<10; i++)
{
cout<<v[i]<<" ";
}
//回车换行
cout<<endl;
return 0;
}
运行结果：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
2.2.9 向量的大小
使用size()方法可以返回向量的大小，即元素的个数。
使用empty()方法返回向量是否为空。
下面这段代码演示了size()方法和empty()方法的用法：
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main(int argc, char * argv[])
{
vector<int> v(10);
//给向量赋值
for(int i=0; i<10; i++)
{
v[i]=i;
}
//输出向量的大小，即包含了多少个元素
cout<<v.size()<<endl;
//输出向量是否为空，如果非空，则返回逻辑假，即0，否则返回逻辑真，即1
cout<<v.empty()<<endl;
//清空向量
v.clear();
//输出向量是否为空，如果非空，则返回逻辑假，即0，否则返回逻辑真，即1
cout<<v.empty()<<endl;
return 0;
}
运行结果：
10
0
1
向量的使用方法还有很多，这里举出的只是常用的方法，如果需要更为翔实的资料，请大家参考C++STL相关材料。
另外，向量的元素类型可以是int, double, char等简单类型，也可以是结构体或string基本字符序列容器，使用起来非常灵活。