C++STL vector容器 插入和删除 数据存取互换容器 预留空间
创始人
2024-06-03 12:33:15
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  • 1 vector插入和删除
  • 2 vector数据存取
  • 3 vector互换容器
  • 4 vector预留空间

1 vector插入和删除

功能描述: 对vector容器进行插入、删除操作

函数原型:

  • push_back(ele);———————————————-尾部插入元素ele
  • pop_back();—————————————————删除最后一个元素
  • insert(const_iterator pos, ele); ——————————迭代器指向位置pos插入元素ele
  • insert(const_iterator pos, int count,ele);——————–迭代器指向位置pos插入count个元素ele
  • erase(const_iterator pos);———————————–删除迭代器指向的元素
  • erase(const_iterator start, const_iterator end);————删除迭代器从start到end之间的元素
  • clear(); ——————————————————-删除容器中所有元素

代码示例:

void printVector(vector& v)
{for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it){cout << *it << "  ";}cout << endl;
}//vector容器构造
void test1()
{vector v1;//默认构造 无参构造for (int i = 1; i < 6; ++i){v1.push_back(i*10);//尾插}cout << "v1:"; printVector(v1);cout << string(40, '-') << endl;v1.pop_back();//尾删cout << "v1:"; printVector(v1);cout << string(40, '-') << endl;//插入 第一个参数是迭代器,第二个参数是插入值v1.insert(v1.begin(), 100);cout << "v1:"; printVector(v1);cout << string(40, '-') << endl;//插入的重载版本 第一个参数是迭代器,第二个参数是插入值的个数,第三个参数是插入值v1.insert(v1.begin(), 2, 200);cout << "v1:"; printVector(v1);cout << string(40, '-') << endl;//删除 参数是迭代器v1.erase(v1.begin());cout << "v1:"; printVector(v1);cout << string(40, '-') << endl;删除的重载版本 第一个参数是迭代器 第二个参数也是迭代器//v1.erase(v1.begin(), v1.end());//相当于清空//清空v1.clear();cout << "v1:"; printVector(v1);
}

在这里插入图片描述
总结:

  • 尾插 — push_back
  • 尾删 — pop_back
  • 插入 — insert (位置迭代器)
  • 删除 — erase (位置迭代器)
  • 清空 — clear

2 vector数据存取

功能描述: 对vector中的数据的存取操作

函数原型:

  • at(int idx); ————返回索引idx所指的数据
  • operator[]; ————返回索引idx所指的数据
  • front(); —————-返回容器中第一个数据元素
  • back();—————-返回容器中最后一个数据元素

代码示例:

void test1()
{int s = 30;vector v1;//默认构造 无参构造for (int i = 1; i < 6; ++i){v1.push_back(i * 10);//尾插}cout << "[]获取元素" << "v1:" << endl;for (int i = 0; i < v1.size(); ++i){cout << v1[i] <<"  ";}cout << endl << string(s, '-') << endl;cout << "at()获取元素" << "v1:" << endl;for (int i = 0; i < v1.size(); ++i){cout << v1.at(i) << "  ";}cout << endl << string(s, '-') << endl;cout << "front()获取第一个元素:" <

在这里插入图片描述

总结:

  • 除了用迭代器获取vector容器中元素,[ ]和at也可以,和string的数据获取方式一样
  • front返回容器第一个元素
  • back返回容器最后一个元素

3 vector互换容器

功能描述: 实现两个容器内元素进行互换

函数原型: swap(vec);————将vec与本身的元素互换

1、基本使用-代码示例:

void printVector(vector& v)
{for (int i = 0; i < v.size(); ++i){cout << v[i] << "  ";}cout << endl;
}void test1()
{int s = 45;vector v1;for (int i = 1; i < 11; ++i){v1.push_back(i);}vector v2;for (int i = 11; i < 21; ++i){v2.push_back(i);}cout << "v1与v2交换前" << endl;cout << "v1:"; printVector(v1);cout << string(s, ' ') << endl;cout << "v2:"; printVector(v2);cout << string(s, '-') << endl;v1.swap(v2);cout << "v1与v2交换后" << endl;cout << "v1:"; printVector(v1);cout << string(s, ' ') << endl;cout << "v2:"; printVector(v2);cout << string(s, '-') << endl;
}

在这里插入图片描述

2、巧用swap收缩内存-代码示例:

//2、实际用途:巧用swap可以收缩内存空间
void test2()
{int s = 20;vector v;for (int i = 0; i < 10000; i++){v.push_back(i);}cout << "v原容量和大小" << endl;cout << "v的容量:" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小:" << v.size() << endl;cout << string(s, '-') << endl;cout << "v更改大小后的容量和大小" << endl;v.resize(5);cout << "v的容量:" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小:" << v.size() << endl;cout << string(s, '-') << endl;//创建匿名对象并用v初始化 并巧用swap实现内存收缩vector(v).swap(v);cout << "v内存收缩后的容量和大小" << endl;cout << "v的容量:" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小:" << v.size() << endl;}

在这里插入图片描述
解释:

可以看到v刚开始的大小是10000,但容量会多出2138,更改大小之后,v的大小只有5,但容量还是不变,造成了资源浪费。通过巧用swap来释放无效的内存空间。

首先创建匿名对象,创建之后,用v的有效数据来初始化这个匿名对象。所以匿名对象的容量和大小都是3。假设匿名对象称为x。

swap本质类似于指针交换,互换之后匿名对象x指向v原内存空间,v指向x原内存空间。

匿名对象的特点是,在当前行执行完后,系统会回收,从而释放了多余的内存空间

在这里插入图片描述

总结: swap可以使两个容器互换,可以达到实用的收缩内存效果

4 vector预留空间

功能描述: 减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型: reserve(int len);——容器预留len个元素长度,预留位置不初始化,元素不可访问。预留出来的是一块空内存,没有有效数据。

代码示例:

void test1()
{int s = 25;vector v;int num = 0;int* p = NULL;for (int i = 0; i < 10000; i++){v.push_back(i);if (p != &v[0])//如果p不指向v的首地址,说明v首地址发生变化,也就是v进行了动态扩展(找新的内存空间){p = &v[0];//让p指向v的首地址num++;//统计v动态扩展的次数}}cout << "存10000个数据 没有预留空间 动态扩展的次数" << endl;cout << "v的容量:" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小:" << v.size() << endl;cout << "v动态扩展次数 num = " << num << endl;cout << string(s, '-') << endl;vector v1;v1.reserve(10000);int num1 = 0;int* p1 = NULL;for (int i = 0; i < 10000; i++){v1.push_back(i);if (p1 != &v1[0])//如果p不指向v的首地址,说明v首地址发生变化,也就是v进行了动态扩展(找新的内存空间){p1 = &v1[0];//让p指向v的首地址num1++;//统计v动态扩展的次数}}cout << "存10000个数据 有预留空间 动态扩展的次数" << endl;cout << "v1的容量:" << v1.capacity() << endl;cout << "v1的大小:" << v1.size() << endl;cout << "v1动态扩展次数 num1 = " << num1 << endl;cout << string(s, '-') << endl;
}

在这里插入图片描述
解释:
在之前的学习中,动态扩展是指v存数据内存不足时,需要开辟一块新的内存来存放原数据(拷贝)和新数据(顺序放入)。
问题是,如果没有做空间预留,要存放10000个数据,需要做多少次动态阔炸才能够存这么多数据呢?
在v容器中,没有预留空间,存10000个数据,查看v需要做多少次动态扩展:

  • 首先创建一个num和空指针p来统计,初始化num为0
  • 判断p此时是否指向v的首地址,如果p不指向v的首地址,说明v首地址发生变化,即v进行了动态扩展(找新的内存空间)
  • 让p指向v的首地址,并num+1,记一次数,也就是统计v动态扩展的次数
    在这里插入图片描述
    在v1容器中,有预留空间,并预留10000个数据的内存空间,查看v1需要做多少次动态扩展。查看的方法和v的相同。

最后可以看到,如果预留了空间,只需要做一次动态扩展即可;如果没有,那么要重复多次动态扩展的操作,牺牲了时间。

总结: 如果数据量较大,可以一开始利用reserve预留空间

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