知识点3：Vector 容器

概述：

单端动态数组容器，随机访问迭代器，本质：类模板。

案例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
    //1、实例化vector容器对象
    vector<int> v;
    //2、插入数据
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(5);
    //3、遍历
    //3.1定义一个迭代器指向第一个元素
    vector<int>::iterator it = v.begin();
    for(;it!=v.end();it++){
        //it是迭代器。*it是迭代器指向的内容（int）
        cout<<*it<<"   ";
    }
    cout<<endl;
    return 0;
}

容器提供的方法：

1、构造

template<typename T>
void printvector(vector<T> &v){
    typename::std::vector<T>::iterator it = v.begin();
    for(;it!=v.end();it++){
        //it是迭代器。*it是迭代器指向的内容（int）
        cout<<*it<<"   ";
    }
    cout<<endl;
}
#if 0
vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
vector(v.begin(), v.end());//将 v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
vector(n, elem);//构造函数将 n 个 elem 拷贝给本身。
vector(const vector &vec);//拷贝构造函数。
#endif
void test01(void){
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    printvector(v);//v=123
    
    vector<int> v1(v.begin(), v.end());
    printvector(v1);//v1=123
    
    vector<int> v2(3,1);//v2=111
    printvector(v2);
    
    vector<int> v3(v2);
    printvector(v3);//v3=111
}

2、赋值和取值操作

#if 0
assign(beg, end);//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem);//将 n 个 elem 拷贝赋值给本身。
vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符
swap(vec);// 将 vec 与本身的元素互换。
at(int idx); //返回索引 idx 所指的数据，如果 idx 越界，抛出 out_of_range 异常。
operator[];//返回索引 idx 所指的数据，越界时，运行直接报错
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
#endif
void test02(void){
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    printvector(v);//v=123

    vector<int> v1=v;
    printvector(v1);//v1=123

    vector<char> v2;
    v2.assign(5,'h');
    printvector(v2);//v2=hhhhh
    
    vector<char> v3;
    v3.assign(v2.begin(),v2.end());
    printvector(v3);//v3=hhhhh
    
    cout<<"v.at(1)="<<v.at(1)<<"  "<<"v[1]："<<v[1]<<endl;
    cout<<"v容器第一个元素："<<v.front()<<"  "<<"v容器最后一个元素："<<v.back()<<endl;
}

3、插入删除操作

#if 0
insert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置 pos 插入 count个元素 ele.
push_back(ele); //尾部插入元素 ele
pop_back();//删除最后一个元素
erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从 start 到 end 之间的元素
erase(const_iterator pos);//删除迭代器指向的元素
clear();//删除容器中所有元素
#endif
void test03(void){
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    printvector(v);//v=134
    
    v.insert(v.begin()+1,1,2);
    printvector(v);//v=1234
    
    v.insert(v.end(),4,5);
    printvector(v);//v=12345555
    
    v.pop_back();
    printvector(v);//v=1234555
    
    v.erase(v.begin(),v.begin()+4);
    printvector(v);//v=555
    
    v.clear();
    printvector(v);//v=
}

4、大小操作

4.1vector容器动态扩容（未雨绸缪）机制：

1、每次扩容是之前的2倍。

2、第一次扩容

如果是尾插或者插入1个元素，开辟空间=1

如果是插入多个元素，开辟控制空间=多个元素个数

3、insert小于实际大小时候会扩充初始时实际大小的二倍，当大于实际大小 的按指定大小扩容

//验证动态扩容机制
void test04(void){
    vector<int> v;
    cout<<"容量="<<v.capacity()<<"实际大小"<<v.size()<<endl;
    vector<int>::iterator it;
    for(int i=0;i<1000;i++){
        v.push_back(1);
        if(it != v.begin()){
            cout<<"容量="<<v.capacity()<<"实际大小"<<v.size()<<endl;
            it=v.begin();
        }
    }
}

//验证动态扩容机制
void test05(void){
    vector<int> v;
    v.insert(v.begin(),3,1);
    cout<<"容量="<<v.capacity()<<"实际大小"<<v.size()<<endl;
    vector<int>::iterator it;
    for(int i=0;i<1000;i++){
        v.insert(v.end(),1,1);
        if(it != v.begin()){
            cout<<"容量="<<v.capacity()<<"实际大小"<<v.size()<<endl;
            it=v.begin();
        }
    }
}

4.2修改容器长度及预留空间

#if 0
size();//返回容器中元素的个数
empty();//判断容器是否为空
resize(int num);//重新指定容器的长度为 num，若容器变长，则以默认值填充新位置。
如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
resize(int num, elem);//重新指定容器的长度为 num，若容器变长，则以 elem 值填
充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长>度的元素被删除。
capacity();//容器的容量
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。
#endif
void test06(void){
     vector<int> v;
     if(v.empty()){
         cout<<"空"<<endl;
     }
     for(int i=0;i<10;i++){
         v.push_back(i);
     }
     printvector(v);//v=0-9

     v.resize(12);
     printvector(v);//v=0-9 0 0

     v.resize(2);
     printvector(v);//v=0 1
     
     v.resize(5,9);
     printvector(v);//v=0 1 9 9 9

    vector<int> v1;
    v1.reserve(10);//预留10个容量
    cout<<"容量="<<v1.capacity()<<"实际大小"<<v1.size()<<endl;
    for(int i=0;i<5;i++){
        v1.push_back(i);
    }
    printvector(v1);//v=0 1 2 3 4（前五个已初始化可访问，剩余未初始化不可访问）
}

5、巧用swap收缩预留空间（了解）

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void printvector(vector<int> &v){
    vector<int>::iterator it = v.begin();
    for(;it!=v.end();it++){
        //it是迭代器。*it是迭代器指向的内容（int）
        cout<<*it<<"   ";
    }
    cout<<endl;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    vector<int> v;
    v.reserve(10);
    for(int i=0;i<8;i++){
        v.push_back(i);
    }
    cout<<"容量="<<v.capacity()<<"实际="<<v.size()<<endl;
   // v.resize(8);//无法修改预留空间的大小
    vector<int>(v).swap(v);//用v实例化匿名对象，并将匿名对象和v 中内容交换
    cout<<"容量="<<v.capacity()<<"实际="<<v.size()<<endl;
    printvector(v);
    return 0;
}

6、vector保存自定义数据类型（了解）

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
class Person
{
    friend void printvector(vector<Person> &v);
private:
    int age;
    string name;
public:
    Person() {}
    Person(int age,string name) {
        this->age=age;
        this->name=name;
    }
};
void printvector(vector<Person> &v){
    vector<Person>::iterator it = v.begin();
    for(;it!=v.end();it++){
        //it是迭代器。*it是迭代器指向的内容（Person）
        cout<<(*it).name<<"   "<<(*it).age<<endl;
    }
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    vector<Person> v;
    v.push_back(Person(20,"zixuan"));
    v.push_back(Person(20,"hongye"));
    printvector(v);
    return 0;
}

7、容器嵌套容器（了解）

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void printvector(vector<vector<int>> &v){
    vector<vector<int>>::iterator it = v.begin();
    for(;it!=v.end();it++){//遍历的是容器
        //it是迭代器。*it是迭代器指向的内容（vector<int>）
        vector<int>::iterator mit = (*it).begin();
        for(;mit!=(*it).end();mit++){
             //mit是迭代器。*mit是迭代器指向的内容（int）
            cout<<(*mit)<<" ";
        }
        cout<<endl;
    }
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    vector<int> v1;
    for(int i=1;i<4;i++){
        v1.push_back(i);
    }
    vector<int> v2;
    for(int i=11;i<14;i++){
        v2.push_back(i);
    }
    vector<vector<int>> v;//v保存的是v1，v2
    v.push_back(v1);
    v.push_back(v2);
    printvector(v);
    return 0;
}