Day08 C++STL入门基础知识五——vector容器(下) 插入删除-数据存取-交换容器-预留空间【全面深度剖析+例题代码展示】
创始人
2024-05-18 17:23:57
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More haste, less speed. 欲速则不达

文章目录

  • 1. 承接上文
  • 2. 插入操作
    • 2.1 函数原型(总括)
    • 2.2 尾插尾删
      • 2.2.1 操作
      • 2.2.2 代码展示
      • 2.2.3 测试结果
    • 2.3 迭代器插入
      • 2.3.1 操作
      • 2.3.2 代码展示
      • 2.3.3 测试结果
    • 2.4 think小思考
      • 2.4.1 小疑问
      • 2.4.2 思路
      • 2.4.3 代码展示
      • 2.4.4 测试结果
  • 3. 删除操作
    • 3.1 函数原型
    • 3.2 代码展示
    • 3.3 测试结果
  • 4. 数据存取
    • 4.1 函数原型(总括)
    • 4.2 `[ ]访问`
      • 4.2.1 操作
      • 4.2.2 代码展示
    • 4.3 测试结果
    • 4.3 `at访问`
      • 4.3.1 操作
      • 4.3.2 代码展示
      • 4.3.3 测试结果
    • 4.4 `front()与back()`
      • 4.4.1 操作
      • 4.4.2 代码展示
      • 4.4.3 测试结果
  • 5. 互换容器
    • 5.1 函数原型
    • 5.2 基本使用
      • 5.2.1 代码展示
      • 5.2.2 测试结果
    • 5.3 实际用途
      • 5.3.1 操作
      • 5.3.2 代码展示
      • 5.3.3 图解
      • 5.3.4 测试结果
  • 6. 预留空间
    • 6.1 功能描述
    • 6.2 函数原型
    • 6.3 抛砖引玉
      • 6.3.1 引出一个小问题
      • 6.3.2 思路
      • 6.3.3 代码展示
      • 6.3.4 结果展示
    • 6.4 `reserve()`
      • 6.4.1 操作
      • 6.4.2 代码展示(接6.3的小问题)
      • 6.4.3 测试结果
      • 6.4.4 总结
  • 7. 胜利的歌我要再唱一遍!!!
    • 明日计划
  • 8. Mamba Out!——2023.01.26致敬传奇
    • "在我的字典里没有认输"

1. 承接上文

本文为vector容器下篇,会讲到插入-删除-数据存取-交换容器-预留空间5部分,废话少说,开始!
上一篇在这捏👉👉👉http://t.csdn.cn/842oC

2. 插入操作

2.1 函数原型(总括)

  • 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pos位置pos插入count个元素ele

2.2 尾插尾删

2.2.1 操作

  • push_back(ele); 尾部插入元素ele
  • pop_back() 删除最后一个元素
  • 直接使用push_back和pop_back即可

2.2.2 代码展示

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
#include
#include
using namespace std;
//vector容器插入和删除
void vectorPrint(vector v) {for (auto &p : v) {cout << p << " ";}cout << endl;
}
void text01() {vector v;//尾部插入v.push_back(10);v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);v.push_back(50);//遍历打印vectorPrint(v);//尾部删除v.pop_back();vectorPrint(v);
}
int main(){text01();return 0;
}

2.2.3 测试结果

在这里插入图片描述

2.3 迭代器插入

2.3.1 操作

  • insert(const_iterator pos, ele); 迭代器指向位置pos插入元素ele
    • 使用迭代器插入时,【第一个参数为迭代器,第二个为插入值】
  • insert(const_iterator pos, int count, ele); 迭代器指向pos位置pos插入count个元素ele
    • 当为重载版本时,可以在迭代器指定位置插入多个相同的值

2.3.2 代码展示

#include
#include
#include
using namespace std;
//vector容器插入和删除
void vectorPrint(vector v) {for (auto &p : v) {cout << p << " ";}cout << endl;
}
void text01() {vector v;//尾部插入v.push_back(10);v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);v.push_back(50);//遍历打印vectorPrint(v);//尾部删除v.pop_back();vectorPrint(v);//使用迭代器插入【第一个参数为迭代器,第二个为插入值】v.insert(v.begin(), 100);cout << "在开头插入100后:";vectorPrint(v);//重载版本可以在迭代器指定位置插入多个相同的值v.insert(v.begin(), 3, 200);cout << "在开头插入3个200后:";vectorPrint(v);}int main() {text01();return 0;
}

2.3.3 测试结果

在这里插入图片描述

2.4 think小思考

2.4.1 小疑问

既然会学尾插和迭代器插入了,但这只能是在头部或尾部进行插入,那怎么样才能在中间的某一位置实现插入呢???

2.4.2 思路

其实我们可以提过对迭代器的移动来选择插入的位置【迭代器的±意为着指针的移动,所以可以进行位置的移动】

2.4.3 代码展示

#include
#include
#include
using namespace std;
//vector容器插入
void vectorPrint(vector v) {for (auto &p : v) {cout << p << " ";}cout << endl;
}
void text01() {vector v;//尾部插入v.push_back(10);v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);v.push_back(50);//遍历打印vectorPrint(v);//尾部删除v.pop_back();vectorPrint(v);//使用迭代器插入【第一个参数为迭代器,第二个为插入值】v.insert(v.begin(), 100);cout << "在开头插入100后:";vectorPrint(v);//重载版本可以在迭代器指定位置插入多个相同的值v.insert(v.begin(), 3, 200);cout << "在开头插入3个200后:";vectorPrint(v);v.insert(v.begin() + 3, 99);cout << "在第3个元素后插入一个99: ";vectorPrint(v);v.insert(v.begin() + 2, 3, 520);cout << "在第2个元素后插入3个520: ";vectorPrint(v);}int main() {text01();return 0;
}

2.4.4 测试结果

在这里插入图片描述

3. 删除操作

3.1 函数原型

  • erase(const_iterator pos); 删除迭代器所指向的元素
  • erase(const_iterator start, const_iterator end); 删除迭代器从start到end之间的元素
  • erase(const_iterator start+pos, const_iterator end); 删除迭代器从pos到end之间的元素
  • clear(); 删除容器中所有元素

3.2 代码展示

#include
#include
#include
using namespace std;
//删除
void text02() {vector v;v.push_back(10);v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);v.push_back(50);//尾删v.pop_back();cout << "尾删完之后:";vectorPrint(v);//删除v.erase(v.begin()+2, v.end());cout << "保留前两个数: ";vectorPrint(v);//clear清空v.clear();cout << "清空后:";vectorPrint(v);}
int main() {text01();text02();return 0;
}

3.3 测试结果

在这里插入图片描述

4. 数据存取

4.1 函数原型(总括)

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

4.2 [ ]访问

4.2.1 操作

  • at(int idx); 返回索引idx所指的数据

4.2.2 代码展示

#include
#include
#include
using namespace std;
void text03() {vector v;for (int i = 0; i < 10; i++) {v.push_back(i);}//利用[ ]访问for (int i = 0; i < 10; i++) {cout << v[i] << " ";}cout << endl;
}
int main(){text03();
}

4.3 测试结果

在这里插入图片描述

4.3 at访问

4.3.1 操作

  • operator[ ]; 返回索引idx所知的数据

4.3.2 代码展示

#include
#include
#include
using namespace std;
void text04() {vector v;for (int i = 0; i < 10; i++) {v.push_back(i);}for (int i = 0; i < 10; i++) {cout << v.at(i) << " ";}cout << endl;
}
int main() {text04();return 0;
}

4.3.3 测试结果

在这里插入图片描述

4.4 front()与back()

4.4.1 操作

  • front(); 返回容器中的第一个数据元素
  • back(); 返回容器中最后一个数据元素

v.front()和之前讲的v.begin()、v.back()和v.end()有什么区别呢???
答案是front()和back()指的是第一个和最后一个的数值,而begin()和end()是第一个元素和最后一个元素的地址,供迭代器访问。

4.4.2 代码展示

#include
#include
#include
using namespace std;
void text05() {vector v;for (int i = 0; i < 10; i++) {v.push_back(i);}cout << "第一个元素为:" << v.front() << endl;cout << "最后一个元素为:" << v.back() << endl;cout << endl;
}
int main() {text05();return 0;
}

4.4.3 测试结果

在这里插入图片描述

5. 互换容器

5.1 函数原型

  • swap(vec); 将vec与本身元素互换

5.2 基本使用

5.2.1 代码展示

#include
#include
#include
using namespace std;
void text06() {vector v1;cout << "交换前:" << endl;for(int i=0;i<10;i++){v1.push_back(i);}cout << "v1=";vectorPrint(v1);vector v2;for (int i = 9; i >= 0; i--) {v2.push_back(i);}cout << "v2=";vectorPrint(v2);cout << "交换后:" << endl;v1.swap(v2);cout << "v1=";vectorPrint(v1);cout << "v2=";vectorPrint(v2);
}int main() {text06();return 0;
}

5.2.2 测试结果

在这里插入图片描述

5.3 实际用途

  • 巧用swap可以收缩内存空间

5.3.1 操作

  • vector (v) 指的是匿名对象【相当于拷贝构造函数创建了个新的对象,只是没有给新对象的名称而已】
  • vector (v)匿名对象会按照v的目前所有的元素个数来初始化容量和大小
  • vector (v).swap(v); swap将匿名对象和v地址进行互换,使指针指向新的对象(匿名对象)
  • 交换后的匿名对象存有大量浪费的空间,我们不用担心,系统会自动回收的

5.3.2 代码展示

#include
#include
#include
using namespace std;
//实际用途
void text07() {vector v;for (int i = 0; i < 10000; i++) {v.push_back(i);}int cap=v.capacity();int size = v.size();cout << "v的容量为:" << cap << endl;cout << "v的大小为:" << size << endl;v.resize(8);cap = v.capacity();size = v.size();cout << "v的容量为:" << cap << endl;cout << "v的大小为:" << size << endl;//巧用swap收缩内存vector(v).swap(v);cap = v.capacity();size = v.size();cout << "v的容量为:" << cap << endl;cout << "v的大小为:" << size << endl;
}int main() {text07();return 0;
}

5.3.3 图解

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

5.3.4 测试结果

在这里插入图片描述

6. 预留空间

6.1 功能描述

  • 减少vector在动态扩容时的扩展次数
  • 【 动态扩展:并不是在原空间之后续接新空间,而是找更大的内存空间,然后将原数据拷贝新空间,释放原空间】

6.2 函数原型

  • reserve(int len); 容器预留len个元素,预留位置不初始化,元素不可访问

6.3 抛砖引玉

6.3.1 引出一个小问题

通过上节,我们都知道存入数据时,当超过容器的内存空间时,系统会动态扩展,即自动释放原来的内存空间,重新开辟一个更大的内存空间来供存储。但假如我们要存储十万个数,我们该如何知道系统一共开辟多少次呢???

6.3.2 思路

  1. First

我们要想知道统计多少次,就要弄清楚每次开辟新空间,变化了什么,我们只需要找到发生变化的次数,即为重新开辟空间的次数。

  1. Second

我们继续思考,那每次开辟内存空间,什么发生变化了呢??不妨思考开辟内存的本质——因为不能保证原有内存物理地址紧跟的空间是有效的,可能被其他东西占用,所以内置程序是重新开辟空间。所以,先释放掉旧内存,申请开辟一块新的内存空间,貌似是内存空间的地址发生了改变!!!

  1. Third

弄清楚是地址发生改变,一切都好说了,我们只需要定义一个指针p,让p指向开辟的内存空间的首地址,只要p不再等于该内存的首地址了,说明p啊外面已经有人了,不想要你了,那么sum++;最后输出sum即可。

6.3.3 代码展示

#include
#include
#include
using namespace std;
void text08() {//预留空间vector v;int num = 0, *p=NULL;for (int i = 0; i < 100000; i++) {v.push_back(i);if (p != &v[0]) {	//	由于v是个对象,不是数组,所以不能直接写p!=v[0],需要加&。写成&v.at(0)也是一样的;p = &v[0];num++;}}cout << num<text08();return 0;
}

6.3.4 结果展示

在这里插入图片描述

6.4 reserve()

6.4.1 操作

  • 利用reserve来预留空间

6.4.2 代码展示(接6.3的小问题)

#include
#include
#include
using namespace std;
void text08() {//预留空间vector v;v.reserve(100000); //直接预留一个100000的空间int num = 0, *p=NULL;for (int i = 0; i < 100000; i++) {v.push_back(i);if (p != &v[0]) {	//	由于v是个对象,不是数组,所以不能直接写p!=v[0],需要加&。写成&v.at(0)也是一样的;p = &v[0];num++;}}cout << num<text08();return 0;
}

6.4.3 测试结果

在这里插入图片描述

6.4.4 总结

如果本身存取的数据就比较大,可以先使用reserve预留出内存空间,进而减少容器动态扩容时的扩展次数

7. 胜利的歌我要再唱一遍!!!

明日计划

  • 线代 第一章练习题搞完
  • 蓝桥杯题*5
  • deque、stack、queue容器
  • 挑战杯开始搞起来了QAQ(谁家大学班主任还让班长组织强制出项目欸,项目时间还提前了俩月(一开始说4月中旬,年前又跟我说改为2月中旬,可我都和小组员们商量好了)【痛苦jpg】(况且亮亮我才大一捏😢))
  • 高代有时间的话往下学点,估计是没了

8. Mamba Out!——2023.01.26致敬传奇

“在我的字典里没有认输”

在这里插入图片描述
最后,感谢大家支持!

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