C++ 标准模板库 (STL) 中的向量与示例

什么是 C++ 向量？

一个 C++ 向量 是一个能够自动调整自身大小的动态数组。在向量中添加或删除元素之后，会发生调整大小。存储由容器自动处理。向量的元素存储在连续存储中。这允许 C++ 程序员使用迭代器访问和遍历向量元素。

向向量中插入新数据是在其末尾完成的。这需要一个差分时间。从向量中删除一个元素需要恒定的时间。原因是不需要调整向量的大小。在向量开头插入或删除元素需要线性时间。

在本 C++ 教程中，您将学习：

• 什么是 C++ 向量？
• 何时使用向量？
• 如何在 C++ 中初始化向量
• 迭代器
• 修饰符
• 示例 1
• 示例 2
• 容量
• 示例 3

何时使用向量？

在以下情况下应使用 C++ 向量：

• 在处理不断变化的数据元素时。
• 如果在开始之前不知道数据的大小，则向量不会要求您设置容器的最大大小。

如何在 C++ 中初始化向量

C++中向量的语法是：

vector <data-type> name (items)

• 如上图，我们从vector关键字开始。
• 数据类型是要存储在向量中的元素的数据类型。
• 名称是向量或数据元素的名称。
• 项目表示向量数据的元素数量。此参数是可选的。

迭代器

迭代器的目的是帮助我们访问存储在向量中的元素。它是一个像指针一样工作的对象。以下是 C++ 向量支持的常见迭代器：

• 向量::开始(): 它给出了一个指向向量第一个元素的迭代器。
• 向量::end(): 它提供了一个迭代器，该迭代器指向向量的末尾元素。
• 向量::cbegin(): 和vector::begin()一样，但是没有修改元素的能力。
• 向量::cend(): 和vector::end()一样，但是不能修改向量元素。

修饰符

修饰符用于更改指定数据类型的含义。以下是 C++ 中常用的修饰符：

• 向量::push_back(): 这个修饰符从后面推动元素。
• 向量::插入(): 用于将新项目插入到指定位置的向量中。
• 向量::pop_back(): 此修饰符从后面移除矢量元素。
• vector::erase(): 它用于从指定位置移除一系列元素。
• 向量::clear(): 它会删除所有矢量元素。

示例 1

#include <iostream> 
#include <vector> 

using namespace std;
int main()
{
	vector<int> nums;

	for (int a = 1; a <= 5; a++)

		nums.push_back(a);

	cout << "Output from begin and end: ";

	for (auto a = nums.begin(); a != nums.end(); ++a)

		cout << *a << " ";

	cout << "\nOutput from cbegin and cend: ";

	for (auto a = nums.cbegin(); a != nums.cend(); ++a)

		cout << *a << " ";

	return 0;
}

输出：

下面是代码截图：

代码说明：

1. 在我们的代码中包含 iostream 头文件。它将允许我们读取和写入控制台。
2. 在我们的代码中包含矢量头文件。它将允许我们在 C++ 中使用向量。
3. 包含 std 命名空间，以便在不调用它的情况下使用它的类和函数。
4. 调用 main() 函数，在其中添加程序的逻辑。
5. { 标记 main() 函数体的开始。
6. 声明一个名为 nums 的向量来存储一组整数。
7. 创建一个 for 循环来帮助我们遍历向量。该变量将帮助我们从 1 ^st 迭代向量元素 至 5 ^th 元素。
8. 将元素从后面推入向量 num 中。对于每次迭代，这会将变量 a 的当前值添加到向量中，即 1 到 5。
9. 在控制台上打印一些文本
10. 使用迭代器变量 a 迭代向量 nums 的元素，从开始到结束元素。请注意，我们使用的是 vector::begin() 和 vector::end() 迭代器。
11. 在每次迭代的控制台上打印迭代器变量 an 指向的值。
12. 在控制台上打印一些文本。 \n 是一个换行符，将光标移动到新行以从那里打印。
13. 使用迭代器变量迭代向量 nums 的元素，从开始到结束元素。请注意，我们使用的是 vector::cbegin() 和 vector::cend() 迭代器。
14. 在每次迭代的控制台上打印迭代器变量 a 指向的值。
15. 如果程序运行成功，主函数应该返回一个值。
16. main() 函数主体的结尾。

示例 2

#include <iostream>
#include <vector> 

using namespace std;
int main()
{
	vector<int> nums;
	
	nums.assign(5, 1);

	cout << "Vector contents: ";
	for (int a = 0; a < nums.size(); a++)
		cout << nums[a] << " ";

	nums.push_back(2);
	int n = nums.size();
	cout << "\nLast element: " << nums[n - 1];

	nums.pop_back();

	cout << "\nVector contents: ";
	for (int a = 0; a < nums.size(); a++)
		cout << nums[a] << " ";

	nums.insert(nums.begin(), 7);

	cout << "\nFirst element: " << nums[0];
	
	nums.clear();
	cout << "\nSize after clear(): " << nums.size();			
}

输出：

下面是代码截图：

代码说明：

1. 在我们的代码中包含 iostream 头文件以使用其功能。
2. 在我们的代码中包含矢量头文件以使用其功能。
3. 包含 std 命名空间以使用其类而不调用它。
4. 调用 main() 函数。程序逻辑应添加到其主体内。
5. main() 函数体的开始。
6. 声明一个名为 nums 的向量来存储一些整数值。
7. 在向量 nums 中存储 5 个元素。每个值为 1。
8. 在控制台上打印一些文本
9. 使用迭代器变量 a 来迭代向量 nums 的元素。
10. 在控制台上打印每次迭代的向量 nums 的值。
11. 将值 2 添加到向量 nums 的末尾。
12. 声明一个整数变量 n 来存储向量 nums 的大小。
13. 将向量 nums 的最后一个值与其他文本一起打印。它应该返回一个 2。
14. 从向量 nums 中删除最后一个元素。 2 将被删除。
15. 在控制台上打印文本。 \n 将光标移动到新行以在那里打印文本。
16. 使用迭代器变量 a 来迭代向量 nums 的元素。
17. 在控制台上打印每次迭代的向量 nums 的值。
18. 将值 7 插入向量 nums 的开头。
19. 将向量 nums 的第一个值与其他文本一起打印。它应该返回 7。
20. 从向量 nums 中删除所有元素。
21. 清除所有内容后，将向量 num 的大小与其他文本一起打印。它应该返回 0。
22. main() 函数主体的结尾。

容量

使用以下函数确定向量的容量：

• 尺寸（）—— 它返回向量中的项目数。
• 最大尺寸() - 它返回向量可以存储的最大项目数。
• 容量()——它 返回分配给向量的存储空间量。
• resize()——它 调整容器的大小以包含 n 个项目。如果向量的当前大小大于 n，则后面的项目将从向量中删除。如果向量的当前大小小于 n，则会在向量的后面添加额外的项目。
• 空() –i 如果向量为空，则 t 返回 true。否则，它返回 false。

示例 3

#include <iostream> 
#include <vector> 
using namespace std;
int main() {
	vector<int> vector1;
	for (int x = 1; x <= 10; x++)
		vector1.push_back(x);
	cout << "Vector size: " << vector1.size()<< endl;
	cout << "Vector capacity: " << vector1.capacity() << endl;
	cout << "Maximum size of vector: " << vector1.max_size()<< endl;
	vector1.resize(5);
	cout << "Vector size after resizing: " << vector1.size() << endl;
	if (vector1.empty() == false)
		cout << "Vector is not empty"<<endl;
	else
		cout << "Vector is empty"<<endl;
	return 0;
}

输出：

下面是代码截图：

代码说明：

1. 在我们的代码中包含 iostream 头文件以使用其功能。
2. 在我们的代码中包含矢量头文件以使用其功能。
3. 在我们的代码中包含 std 命名空间，以便在不调用它的情况下使用它的类。
4. 调用 main() 函数。程序逻辑应添加到此函数的主体中。
5. 创建一个名为 vector1 的向量来存储整数。
6. 使用 for 循环创建值从 1 到 10 的变量 x。
7. 将变量 x 的值推入向量中。
8. 在控制台上与其他文本一起打印矢量的大小。
9. 在控制台上与其他文本一起打印矢量的容量。
10. 在控制台上与其他文本一起打印向量可以容纳的最大项目数。
11. 调整向量的大小以仅包含 5 个元素。
12. 在其他文本旁边打印矢量的新大小。
13. 检查向量是否不为空。
14. 如果向量不为空，则在控制台上打印文本。
15. 使用 else 语句说明当向量为空时该怎么做。
16. 如果向量为空，则在控制台上打印文本。
17. 程序必须在成功完成后返回值。
18. main() 函数体结束。

总结：

• C++ 向量是一个动态数组，能够在添加或删除元素时自动调整自身大小。
• 向量的存储由容器自动处理。
• 向量的元素存储在连续存储中，以便访问然后使用迭代器进行遍历。
• 将新数据插入到向量中是在其末尾完成的。
• 将数据插入向量需要一个微分时间。
• 从向量中移除一个元素需要恒定的时间。
• 在开头插入或删除元素需要线性时间。
• 在处理不断变化的数据元素时应使用向量。
• 此外，如果在开始之前不知道数据的大小，您可以使用向量。