介绍

这篇文章的目的是为了介绍std::vector,如何恰当地使用它们的成员函数等操作。本文中还讨论了条件函数和函数指针在迭代算法中使用,如在remove_if()for_each()中的使用。通过阅读这篇文章读者应该能够有效地使用vector容器,而且应该不会再去使用C类型的动态数组了。

Vector总览

vectorC++标准模板库中的部分内容,它是一个多功能的,能够操作多种数据结构和算法的模板类和函数库。vector之所以被认为是一个容器,是因为它能够像容器一样存放各种类型的对象,简单地说,vector是一个能够存放任意类型的动态数组,能够增加和压缩数据。

为了可以使用vector,必须在你的头文件中包含下面的代码:

#include <vector>

vector属于std命名域的,因此需要通过命名限定,如下完成你的代码:

using std::vector;
vector<int> vInts;

或者连在一起,使用全名:

using namespace std;

在后面的操作中全局的命名域方式会造成一些问题。vector容器提供了很多接口,在下面的表中列出vector的成员函数和操作。

vector成员函数

下面是MSDN的vector类:

template<class T, class A = allocator<T> >
    class vector {
public:
    typedef A allocator_type;
    typedef A::size_type size_type;
    typedef A::difference_type difference_type;
    typedef A::reference reference;
    typedef A::const_reference const_reference;
    typedef A::value_type value_type;
    typedef T0 iterator;
    typedef T1 const_iterator;
    typedef reverse_iterator<iterator, value_type,
        reference, A::pointer, difference_type>            reverse_iterator;
    typedef reverse_iterator<const_iterator, value_type,
        const_reference, A::const_pointer, difference_type>            const_reverse_iterator;
    explicit vector(const A& al = A());
    explicit vector(size_type n, const T& v = T(), const A& al = A());    vector(const vector& x);    vector(const_iterator first, const_iterator last,
        const A& al = A());
    void reserve(size_type n);
    size_type capacity() const;
    iterator begin();
    const_iterator begin() const;
    iterator end();
    iterator end() const;
    reverse_iterator rbegin();
    const_reverse_iterator rbegin() const;
    reverse_iterator rend();
    const_reverse_iterator rend() const;
    void resize(size_type n, T x = T());
    size_type size() const;
    size_type max_size() const;
    bool empty() const;
    A get_allocator() const;
    reference at(size_type pos);
    const_reference at(size_type pos) const;
    reference operator[](size_type pos);
    const_reference operator[](size_type pos);
    reference front();
    const_reference front() const;
    reference back();
    const_reference back() const;
    void push_back(const T& x);
    void pop_back();
    void assign(const_iterator first, const_iterator last);
    void assign(size_type n, const T& x = T());
    iterator insert(iterator it, const T& x = T());
    void insert(iterator it, size_type n, const T& x);
    void insert(iterator it,
        const_iterator first, const_iterator last);
    iterator erase(iterator it);
    iterator erase(iterator first, iterator last);
    void clear();
    void swap(vector x);
protected:
    A allocator;
    };

Vector操作

operator[] 返回容器中指定位置的一个引用。

创建一个vector

vector容器提供了多种创建方法,下面介绍几种常用的。

创建一个Widget类型的空的vector对象:

vector<Widget> vWidgets;
//     ------
//      |
//      |- Since vector is a container, its member functions
//         operate on iterators and the container itself so
//         it can hold objects of any type.

    创建一个包含500Widget类型数据的vector

vector<Widget> vWidgets(500);

    创建一个包含500Widget类型数据的vector,并且都初始化为0

vector<Widget> vWidgets(500, Widget(0));

    创建一个Widget的拷贝:

vector<Widget> vWidgetsFromAnother(vWidgets);

vector添加一个数据

    vector添加数据的缺省方法是push_back()push_back()函数表示将数据添加到vector的尾部,并按需要来分配内存。例如:向vector<Widget>中添加10个数据,需要如下编写代码:

for(int i= 0;i<10; i++)
    vWidgets.push_back(Widget(i));

获取vector中制定位置的数据

很多时候我们不必要知道vector里面有多少数据,vector里面的数据是动态分配的,使用push_back()的一系列分配空间常常决定于文件或一些数据源。如果你想知道vector存放了多少数据,你可以使用empty()。获取vector的大小,可以使用size()。例如,如果你想获取一个vector v的大小,但不知道它是否为空,或者已经包含了数据,如果为空想设置为-1,你可以使用下面的代码实现:

int nSize = v.empty() ? -1 : static_cast<int>(v.size());

访问vector中的数据

使用两种方法来访问vector

1、   vector::at()

2、   vector::operator[]

operator[]主要是为了与C语言进行兼容。它可以像C语言数组一样操作。但at()是我们的首选,因为at()进行了边界检查,如果访问超过了vector的范围,将抛出一个例外。由于operator[]容易造成一些错误,所有我们很少用它,下面进行验证一下:

分析下面的代码:

vector<int> v;
v.reserve(10);
 
for(int i=0; i<7; i++)
    v.push_back(i);
 
try
{
 int iVal1 = v[7];  // not bounds checked - will not throw
 int iVal2 = v.at(7); // bounds checked - will throw if out of range
}
catch(const exception& e)
{
 cout << e.what();
}

我们使用reserve()分配了10int型的空间,但并不没有初始化。 

你可以在这个代码中尝试不同条件,观察它的结果,但是无论何时使用at(),都是正确的。

 

删除vector中的数据

vector能够非常容易地添加数据,也能很方便地取出数据,同样vector提供了erase()pop_back()clear()来删除数据,当你删除数据的时候,你应该知道要删除尾部的数据,或者是删除所有数据,还是个别的数据。在考虑删除等操作之前让我们静下来考虑一下在STL中的一些应用。

 

Remove_if()算法

现在我们考虑操作里面的数据。如果要使用remove_if(),我们需要在头文件中包含如下代码::

#include <algorithm>

Remove_if()有三个参数:

1、   iterator _First:指向第一个数据的迭代指针。

2、   iterator _Last:指向最后一个数据的迭代指针。

3、   predicate _Pred:一个可以对迭代操作的条件函数。

Remove_if()能做什么?

你可能会疑惑,对于上面那个例子在调用remove_if()的时候还要使用erase()呢?这是因为大家并不熟悉STL中的算法。Remove(),remove_if()等所有的移出操作都是建立在一个迭代范围上的,那么不能操作容器中的数据。所以在使用remove_if(),实际上操作的时容器里数据的上面的。思考上面的例子:

1、   szRemove = “o”.

2、   vs见下面图表中的显示。

观察这个结果,我们可以看到remove_if()实际上是根据条件对迭代地址进行了修改,在数据的后面存在一些残余的数据,那些需要删除的数据。剩下的数据的位置可能不是原来的数据,但他们是不知道的。

调用erase()来删除那些残余的数据。注意上面例子中通过erase()删除remove_if()的结果和vs.enc()范围的数据。

 

压缩一个臃肿的vector

很多时候大量的删除数据,或者通过使用reserve(),结果vector的空间远远大于实际需要的。所有需要压缩vector到它实际的大小。resize()能够增加vector的大小。Clear()仅仅能够改变缓存的大小,所有的这些对于vector释放内存等九非常重要了。如何来解决这些问题呢,让我们来操作一下。

我们可以通过一个vector创建另一个vector。让我们看看这将发生什么。假定我们已经有一个vector v,它的内存大小为1000,当我们调用size()的时候,它的大小仅为7。我们浪费了大量的内存。让我们在它的基础上创建一个vector

std::vector<CString> vNew(v);
cout << vNew.capacity();

    vNew.capacity()返回的是7。这说明新创建的只是根据实际大小来分配的空间。现在我们不想释放v,因为我们要在其它地方用到它,我们可以使用swap()vvNew互相交换一下?

vNew.swap(v);
    cout << vNew.capacity();
    cout << v.capacity();

有趣的是:vNew.capacity()1000v.capacity()7

现在是达到我的目的了,但是并不是很好的解决方法,我们可以像下面这么写:

 std::vector<CString>(v).swap(v);