C++ vector 全面解析：从基础用法到深度剖析----《Hello C++ Wrold!》(15)--(C/C++)
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前言
在 C++ 标准模板库（STL）中，vector 是最常用也最灵活的容器之一。它作为动态数组，既保留了数组随机访问的高效性，又具备动态扩容的灵活性，在实际开发中有着广泛的应用。
本文将从 vector 的构造方法入手，逐步深入到迭代器使用、空间管理、元素操作等核心知识点，不仅会讲解各种 API 的用法细节，还会通过模拟实现代码帮助读者理解其底层工作原理。同时，针对 vector 使用中常见的迭代器失效、边界访问等问题进行详细说明，并结合典型算法题目展示 vector 在实际场景中的应用，旨在为读者提供一份系统、全面的 vector 学习指南，无论是 C++ 初学者还是需要巩固基础的开发者，都能从中获得实用的知识与技巧。
构造vector的几种方法
具体的使用方法查询官网
像这种网站的容器里有看不懂的类型，一般就是typedef出来的
示例:(举的中间那两个的)vector<int> v1(10, 1);vector<int> v3(v1.begin(), v1.end());
eg:vector<vector<int>>的用法 vector<vector<int>> vv; vv.size(); vv[i].size(); resize时，vv要resize，vv[i]也要resize vector的迭代器
begin--获取第一个字符的迭代器 end--获取最后一个字符的下一个位置的迭代器 rbegin--获取最后一个字符的迭代器 rend-获取第一个字符的上一个位置的迭代器(这里的迭代器其实是反向迭代器) 反向迭代器用范围for的话是倒着遍历的 注意:vector的迭代器不一定是原生指针 注意:反向迭代器++和迭代器++的移动方向是相反的 vector的空间操作
size–获取数据个数
capacity–获取的容量大小
empty–判断是否为空
resize–改变vector的size和capacity
reserve–改变vector的capacity
注意:[]去访问的时候是根据size来的 比如 a是vector<int>类型的 a.capacity() == 10;a.size() == 1 a[9]就是越界的，会报错 vector获取位置
operator[]--一般用这个 front --返回容器中第一个元素的引用 back --返回容器最后一个元素的引用 data(C++11允许)--获取vector内部存储元素的连续内存的首地址 vector的增删查改
push_back 尾插
pop_back 尾删
–上面这两感觉没啥用
insert
erase 删除position位置的数据(这个地方没数据的话，会报错)
返回值:返回一个迭代器，指向被删除元素的下一个元素
swap 交换两个vector的数据空间
operator[]
emplace – 以后再了解，涉及右值引用了
注意:vector里面没有find,但是里面有find可以用
里面find的用法:
查找的是第一个出现val的位置
注意:这种区间都是左闭右开(迭代器和指针)
vector的模拟实现
源代码的看法:
1.通过单词意思去猜测成员的作用
2.或者通过构造函数和插入接口函数(比如:insert)来看成员作用
3.先看大框架
模拟实现
namespace renshen {template<classT>classvector{public:typedef T* iterator;typedefconst T* const_iterator; iterator begin(){return _start;} iterator end(){return _finish;} const_iterator begin()const{return _start;} const_iterator end()const{return _finish;}vector(size_t n,const T& val =T())//注意理解这里的T():_start(nullptr),_finish(nullptr),_endofstorage(nullptr){resize(n, val);}template<classInputIterator>//模板里面可以套模板vector(InputIterator first, InputIterator last):_start(nullptr),_finish(nullptr),_endofstorage(nullptr){while(first != last){push_back(*first);++first;}}vector():_start(nullptr),_finish(nullptr),_endofstorage(nullptr){}vector(const vector<T>& v)//传统写法:_start(nullptr),_finish(nullptr),_endofstorage(nullptr){ _start =new T[v.capacity()];//size也行//memcpy(_start, v._start, sizeof(T)*v.size());for(size_t i =0; i < v.size(); i++){ _start[i]= v._start[i];} _finish = _start + v.size(); _endofstorage = _start + v.capacity();//前面是size的话，这也要改成size}/*vector(const vector<T>& v)//现代写法 :_start(nullptr) , _finish(nullptr) , _endofstorage(nullptr) { reserve(v.capacity()); for (auto e : v) { push_back(e); } }*/voidswap(vector<T>& v){ std::swap(_start, v._start); std::swap(_finish, v._finish); std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);} vector<T>&operator=(vector<T> v){swap(v);return*this;}~vector(){if(_start){delete[] _start; _start = _finish = _endofstorage =nullptr;}}voidreserve(size_t n){if(n >capacity()){ size_t sz =size(); T* tmp =new T[n];if(_start){//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);for(size_t i =0; i < sz; i++){ tmp[i]= _start[i];}delete[] _start;//把那一块都删了} _start = tmp; _finish = _start + sz; _endofstorage = _start + n;}}voidresize(size_t n,const T& val =T()){if(n <size()){ _finish = _start + n;}else{reserve(n);while(_finish != _start + n){*_finish = val;++_finish;}}}voidpush_back(const T& x){insert(end(), x);}voidpop_back(){erase(--end());} size_t capacity()const{return _endofstorage - _start;} size_t size()const{return _finish - _start;//不用打括号} T&operator[](size_t pos){assert(pos <size());return _start[pos];}const T&operator[](size_t pos)const{assert(pos <size());return _start[pos];} iterator insert(iterator pos,const T& x){assert(pos >= _start && pos <= _finish);if(_finish == _endofstorage){ size_t len = pos - _start; size_t newcapacity =capacity()==0?4:capacity()*2;reserve(newcapacity); pos = _start + len;} iterator end = _finish -1;while(end >= pos){*(end +1)=*end;--end;}*pos = x;++_finish;return pos;} iterator erase(iterator pos){assert(pos >= _start && pos < _finish); iterator it = pos +1;while(it != _finish){*(it -1)=*it;++it;}--_finish;return pos;}private: iterator _start; iterator _finish;//最后一个元素的下一个位置 iterator _endofstorage;//内存的末尾的下一个位置};voidprint(const vector<int>& v){for(auto e : v)//前面有const_iterator类型的begin和end，这里const的vector才能用范围for{ cout << e <<" ";} cout << endl;}问题:以下两个分别调用的哪一个
vector v(10, 1);–编译器会去调用迭代器区间那个，因为另外一个是size_t，没有那个合适–10的话编译器默认是int类型
vector v1(10, “1111”);–调用的是size_t那个
引申:迭代器失效:1.常常出现在insert之后(因为扩容过后，迭代器就成’‘野指针’'了)
总结:vector的erase和insert形参迭代器不再去访问了
代码要讲究通用性，自己写的代码要VS下能用，gcc也要能用–不用编译器的特性就行了
reverse和vecor的构造函数里面最好不用那个memcpy–这个是浅拷贝，但是遇到比如:string这种的时，就不行了
eg:int j = int();这样也是对了的，这样j就是int的默认值了-0 作业部分
只出现一次的数字 力扣 方法:用异或的方法 注意:异或是符合分配律的 代码参考:classSolution{public:intsingleNumber(vector<int>& nums){int e =0;for(int i =0;i<nums.size();i++){ e = e^nums[i];}return e;}};T是一个数据类型，在vs系列编译器中，debug模式下 关于std::vector::at 和 std::vector::operator[] 描述正确的是(C) A.at总是做边界检查， operator[] 不做边界检查. B.at 不做边界检查， operator[] 做边界检查. C.at和operator[] 都是会做边界检查的 D.以上都不对 下面程序的输出结果正确的是(C)intmain(){int ar[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};int n =sizeof(ar)/sizeof(int); vector<int>v(ar, ar+n); cout<<v.size()<<":"<<v.capacity()<<endl; v.reserve(100); v.resize(20); cout<<v.size()<<":"<<v.capacity()<<endl; v.reserve(50); v.resize(5); cout<<v.size()<<":"<<v.capacity()<<endl;} A.10:1020:1005:50 B.10:2020:1005:100 C.10:1020:1005:100 D.101020:2020:50//总结:容量不会变小，但是size会变小
这种情况的话，其实算是值返回，会深拷贝，所以没事 电话号码的字母组合 力扣 注意:vector<string> a; 没有值的时候，直接返回a，不要返回"" 还有，dfs传a过去要传a的引用 eg:a.pushback(" ")的话，不是在已经有的string后面追加 （注意:vector没有+=,而是用的pushback） 而是比如本为a[0]，现在加在a[1] string为空也不能跟nullptr比较 代码展示:classSolution{public: string qq[10]={"","","abc","def","ghi","jkl","mno","pqrs","tuv","wxyz"};voiddfs(vector<string>&f,int level,string p,string digits){if(level == digits.size()){ f.push_back(p);return;}for(int i =0;i<qq[digits[level]-'0'].size();i++){dfs(f,level+1,p+qq[digits[level]-'0'][i],digits);}} vector<string>letterCombinations(string digits){ vector<string> a;if(digits =="")return a;dfs(a,0,"",digits);return a;}};牛客网 数组中出现次数超过一半的数字 做法:其实就是排序之后，数组中间的那个数(如果数组长度是偶数的话，中间那俩个数其实都是那个数) 下标就是numbers.size()/2 代码展示:classSolution{public:/** * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可 * * * @param numbers int整型vector * @return int整型 */intMoreThanHalfNum_Solution(vector<int>& numbers){sort(numbers.begin(),numbers.end());return numbers[numbers.size()/2];}};力扣 只出现一次的数ii --这道题非常薄弱--自己对二进制不熟!!! 做法:对于出现3次的数字，二进制各位出现的次数都是3的倍数，因此对统计的为1的二进制位各位%3 结果就是只出现一次的数字 注意:线性时间复杂度的意思是时间复杂度要是O(N) 引申:sort的时间复杂度是O(NlogN) 代码展示:classSolution{public:intsingleNumber(vector<int>& nums){int ret =0;for(int i =0; i <32;++i){int total =0;for(int e: nums){ total +=((e >> i)&1);}if(total %3){ ret |=(1<< i);}}return ret;}};力扣 只出现一次的数iii--这个题也是薄弱项 做法:先全部异或到sum上，找出sum二进制是1的最低位(第i位) 假设num1 = num2 = 0; 把第i位是1的数全异或到num1上，把第i位是0是全异或到num2上即可 这个题要注意异或和要用long long int存，不然会溢出 不能写成 int num1 = num2 = 0; num1^=e;(^=之间不能有空格) 代码展示:classSolution{public: vector<int>singleNumber(vector<int>& nums){longlongint sum =0;for(auto e: nums){ sum = sum^e;}longlongint lowbit = sum&(-sum);int num1 =0,num2 =0;for(auto e:nums){if((lowbit&e)==0) num1^= e;else num2^=e;}return{num1,num2};}};
