2019 March 25 CPP基础

第十四章 STL容器第二节 Vector、Deque容器

Vector容器

  1. Vector容器简介
    1. vector是将元素置于一个动态数组中加以管理的容器。
    2. vector可以随机存取元素（支持索引值直接存取， 用[]操作符或at()方法）。
    3. vector尾部添加或移除元素非常快速。但是在中部或头部插入元素或移除元素比较费时
  2. vector对象的默认构造
    1. vector采用模板类实现，vector对象的默认构造形式 vector<T> vecT;

    2. 常用函数如下；

       vector<int> vecInt;
 //一个存放int的vector容器。
 vector<float> vecFloat; 
 //一个存放float的vector容器。
 vector<string> vecString;
 //一个存放string的vector容器。
 ...				    
 //尖括号内还可以设置指针类型或自定义类型。
 Class CA{};
 vector<CA*> vecpCA;
 //用于存放CA对象的指针的vector容器。
 vector<CA> vecCA;
 //用于存放CA对象的vector容器。由于容器元素的存放是按值复制的方式进行的，所以此时CA必须提供CA的拷贝构造函数，以保证CA对象间拷贝正常。
  3. vector对象的带参数构造

    1. 理论知识

       vector(beg,end);    //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。注意该区间是左闭右开的区间。
 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

    2. 代码举例：

       int  iArray[] = {0,1,2,3,4};
 vector<int>  vecIntA( iArray,  iArray+5 );
 vector<int> vecIntB (vecIntA.begin() , vecIntA.end());   //用构造函数初始化容器vecIntB 
 vector<int> vecIntB (vecIntA.begin() , vecIntA.begin()+3); 
 vector<int> vecIntC(3,9); //此代码运行后，容器vecIntB就存放3个元素，每个元素的值是9。
 vector<int> vecIntD(vecIntA);
  4. vector的赋值

    1. 理论知识

       vector.assign(beg,end);    //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。注意该区间是左闭右开的区间。
 vector.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
 vector.swap(vec);  // 将vec与本身的元素互换。

    2. 代码举例：

       vector<int> vecIntA, vecIntB, vecIntC, vecIntD;
 int  iArray[] = {0,1,2,3,4};
 vecIntA.assign(iArray,iArray+5);
 vecIntB.assign( vecIntA.begin(),  vecIntA.end() );    //用其它容器的迭代器作参数。
 vecIntC.assign(3,9);
 vector<int> vecIntD;
 vecIntD = vecIntA;
 vecIntA.swap(vecIntD);
  5. vector的大小

    1. 理论知识

       vector.size();	   //返回容器中元素的个数
 vector.empty();	   //判断容器是否为空
 vector.resize(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。
 vector.resize(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。

    2. 例子

       例如   vecInt是vector<int>  声明的容器，现已包含1,2,3元素。
 int iSize = vecInt.size();
 //iSize == 3;
 bool bEmpty = vecInt.empty();
 // bEmpty == false;
 执行vecInt.resize(5);  //此时里面包含1,2,3,0,0元素。
 再执行vecInt.resize(8,3);  //此时里面包含1,2,3,0,0,3,3,3元素。
 再执行vecInt.resize(2);  //此时里面包含1,2元素。
  6. vector末尾的添加移除操作

    1. 举例

       vector<int> vecInt;
 vecInt.push_back(1);  //在容器尾部加入一个元素
 vecInt.push_back(3);  //移除容器中最后一个元素
 vecInt.push_back(5);  
 vecInt.push_back(7); 
 vecInt.push_back(9); 
 vecInt.pop_back();    
 vecInt.pop_back();
 //{5 ,7 ,9}

    2. 举例：

       void test1() {

 	vector<int> v1;
 	cout << "length=" << v1.size() << endl;
 	//在尾部插人元素
 	v1.push_back(1);
 	v1.push_back(2);
 	v1.push_back(3);
 	cout << "length=" << v1.size() << endl;
 	//获取头部元素
 	cout << "头部元素=" << v1.front() << endl;
        
 	//修改头部元素的值	
 	//front函数返回值当作左值，应该返回一个引用
 	v1.front() = 11;
        
 	//修改尾值
 	v1.back() = 55;
 	while (v1.size()>0){
 		//获取尾部元素
 		cout << "获取尾部元素" << v1.back() << endl;
 		v1.pop_back();//删除尾部元素
 	}
        	
 }
  7. vector的数据存取

    1. 理论知识

       vec.at(idx);  	//返回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range异常。
 vec[idx];  	//返回索引idx所指的数据，越界时，运行直接报错

    2. 示例：

       vector<int> vecInt;    //假设包含1 ,3 ,5 ,7 ,9
 vecInt.at(2) == vecInt[2];
 //5
 vecInt.at(2) = 8;  或  vecInt[2] = 8;
 vecInt 就包含 1, 3, 8, 7, 9值
        
 int iF = vector.front();
 //iF==1
 int iB = vector.back();
 //iB==9
 vector.front() = 11;	//vecInt包含{11,3,8,7,9}
 vector.back() = 19;	//vecInt包含{11,3,8,7,19}

    3. 代码示例：

       //vector的遍历
 void test2(){
 	//vector<int> v1;
 	//明确元素个数，提前分配好内存，否则无法赋值
 	vector<int> v1(10);
 	for (int i = 0; i < 10; i++){
 		//注意，这么赋值的话v1[i]必须实际的内存，因此初始化V1时必须确定元素个数！！！
 		v1[i] = i;
 	}
 	for (int  i = 0; i < 10; i++){
 		cout << "===" << v1[i] << endl;
 	}
 }
  8. 迭代器基本原理
    1. 迭代器是一个可遍历STL容器内全部或部分元素的对象。
    2. 迭代器指出容器中的一个特定位置。
    3. 迭代器就如同一个指针。
    4. 迭代器提供对一个容器中的对象的访问方法，并且可以定义了容器中对象的范围。
    5. 这里大概介绍一下迭代器的类别。
      1. 输入迭代器：也有叫法称之为只读迭代器，它从容器中读取元素，只能一次读入一个元素向前移动，只支持一遍算法，同一个输入迭代器不能两遍遍历一个序列。
      2. 输出迭代器：也有叫法称之为只写迭代器，它往容器中写入元素，只能一次写入一个元素向前移动，只支持一遍算法，同一个输出迭代器不能两遍遍历一个序列。
      3. 正向迭代器：组合输入迭代器和输出迭代器的功能，还可以多次解析一个迭代器指定的位置，可以对一个值进行多次读/写。
      4. 双向迭代器：组合正向迭代器的功能，还可以通过–操作符向后移动位置。
      5. 随机访问迭代器：组合双向迭代器的功能，还可以向前向后跳过任意个位置，可以直接访问容器中任何位置的元素。
    6. 目前本系列教程所用到的容器，都支持双向迭代器或随机访问迭代器，下面将会详细介绍这两个类别的迭代器。
  9. 双向迭代器与随机访问迭代器
    1. 双向迭代器支持的操作：
      1. it++, ++it, it--, --it，*it， itA = itB， itA == itB，itA != itB
      2. 其中list,set,multiset,map,multimap支持双向迭代器。
    2. 随机访问迭代器支持的操作：
      1. 在双向迭代器的操作基础上添加 it+=i， it-=i， it+i(或it=it+i)，it[i],itA<itB, itA<=itB, itA>itB, itA>=itB 的功能。
      2. 其中vector，deque支持随机访问迭代器。
  10. vector与迭代器的配合使用

    1. 代码举例：

       vector<int>  vecInt; //假设包含1,3,5,7,9元素
 vector<int>::iterator it;
 //声明容器vector<int>的迭代器。
 it = vecInt.begin();    // *it == 1
 ++it;				//或者it++; *it == 3  ，前++的效率比后++的效率高，前++返回引用，后++返回值。
 it += 2;		//*it == 7
 it = it+1;		//*it == 9
 ++it;				// it == vecInt.end();  此时不能再执行*it,会出错!
        
 //正向遍历：
 for(vector<int>::iterator it=vecInt.begin(); it!=vecInt.end(); ++it)
 {
       int iItem = *it; 
       cout << iItem;    //或直接使用  cout << *it;
 }
 //这样子便打印出1 3 5 7 9
        
 //逆向遍历：
 for(vector<int>::reverse_iterator rit=vecInt.rbegin(); rit!=vecInt.rend(); ++rit)    //注意，小括号内仍是++rit
 {
 		int iItem  = *rit;
       cout << iItem;	//或直接使用cout << *rit;
 }
 //此时将打印出9,7,5,3,1
 // 注意，这里迭代器的声明采用vector<int>::reverse_iterator，而非vector<int>::iterator。
        
 //说明：
 //v1.begin():指向容器的第一个元素
 //v1.end（）： 指向容器的最后一个元素的下一个地址
 //当it = v1.end();说明已经遍历完毕了
        
 //v1.rbegin(): 指向容器的最后一个元素
 //v1.rend()： 指向容器的第一个元素的上一块地址
  //rit == v1.rend()；说明已经遍历完毕了

    2. 迭代器还有其它两种声明方法：

      1. vector<int>::const_iterator 与 vector<int>::const_reverse_iterator
      2. 以上两种分别是vector<int>::iterator 与vector::reverse_iterator` 的只读形式，使用这两种迭代器时，不会修改到容器中的值
      3. 备注：不过容器中的insert和erase方法仅接受这四种类型中的iterator，其它三种不支持。《Effective STL》建议我们尽量使用iterator取代const_iterator、reverse_iterator和const_reverse_iterator。
  11. vector的插入

    1. 理论知识

       vector.insert(pos,elem);   //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
 vector.insert(pos,n,elem);   //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
 vector.insert(pos,beg,end);   //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值

    2. 代码举例：

       vector<int> vecA;
 vector<int> vecB;
        
 vecA.push_back(1);
 vecA.push_back(3);
 vecA.push_back(5);
 vecA.push_back(7);
 vecA.push_back(9);
        
 vecB.push_back(2);
 vecB.push_back(4);
 vecB.push_back(6);
 vecB.push_back(8);
        
 vecA.insert(vecA.begin(), 11);
 //{11, 1, 3, 5, 7, 9}
 vecA.insert(vecA.begin()+1,2,33);
 //{11,33,33,1,3,5,7,9}
 vecA.insert(vecA.begin() , vecB.begin() , vecB.end() );
 //{2,4,6,8,11,33,33,1,3,5,7,9}
  12. vector的删除

    1. 理论知识

       vector.clear();	//移除容器的所有数据
 vec.erase(beg,end);  //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
 vec.erase(pos);    //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

    2. 代码举例：

       //删除区间内的元素
 //vecInt是用vector<int>声明的容器，现已包含按顺序的1,3,5,6,9元素。
 vector<int>::iterator itBegin=vecInt.begin()+1;
 vector<int>::iterator itEnd=vecInt.begin()+2;
 vecInt.erase(itBegin,itEnd);
 //此时容器vecInt包含按顺序的1,6,9三个元素。
        
 //根据元素的位置指定删除
 vecInt.erase(v1.begin() + 2);
        
 //假设 vecInt 包含1,3,2,3,3,3,4,3,5,3，删除容器中等于3的元素
 for(vector<int>::iterator it=vecInt.being(); it!=vecInt.end(); )    //小括号里不需写  ++it
 {
    if(*it == 3){
         it  =  vecInt.erase(it);       //以迭代器为参数，删除元素3，并把数据删除后的下一个元素位置返回给迭代器。
          //此时，不执行  ++it；  
    }else{
        ++it;
    }
 }
        
 //删除vecInt的所有元素
 vecInt.clear();
 //容器为空

Deque容器

  1. Deque简介
    1. deque是“double-ended queue”的缩写，和vector一样都是STL的容器，deque是双端数组，而vector是单端的。
      1. 在头部、尾部插入删除元素
    2. deque在接口上和vector非常相似，在许多操作的地方可以直接替换。
    3. deque可以随机存取元素（支持索引值直接存取， 用[]操作符或at()方法）。
    4. deque头部和尾部添加或移除元素都非常快速。但是在中部安插元素或移除元素比较费时
    5. #include <deque>
  2. deque对象的默认构造
    1. deque采用模板类实现，deque对象的默认构造形式：deque deqT;

    2. 函数

       deque <int> deqInt;            //一个存放int的deque容器。
 deque <float> deq Float;     //一个存放float的deque容器。
 deque <string> deq String;     //一个存放string的deque容器。
 ...				   
  //尖括号内还可以设置指针类型或自定义类型。
  3. deque末尾的添加移除操作

    1. 理论知识:

       deque.push_back(elem);	     //在容器尾部添加一个数据
 deque.push_front(elem);
 //在容器头部插入一个数据
 deque.pop_back();    
 //删除容器最后一个数据
 deque.pop_front();	
 //删除容器第一个数据

    2. 代码举例：

       deque<int> deqInt;
 deqInt.push_back(1);
 deqInt.push_back(3);
 deqInt.push_back(5);
 deqInt.push_back(7);
 deqInt.push_back(9);
 deqInt.pop_front();
 deqInt.pop_front();
 deqInt.push_front(11);
 deqInt.push_front(13);
 deqInt.pop_back();
 deqInt.pop_back();
 //deqInt  { 13,11,5}

    3. 例2：

       void test5() {

 	deque<int> d1;
 	d1.push_back(10);
 	d1.push_back(20);
 	d1.push_back(30);
 	d1.push_front(10);
 	d1.push_front(33);
 	d1.push_front(32);
        
 	//查找出33的下标
 	deque<int>::iterator it = find(d1.begin(), d1.end(), 33);
 	if (it != d1.end()){
        
 		cout << "33的下标是： " << distance(d1.begin(), it) << " ";
 	}else{
 		cout << "没有找到值" << endl;
 	}
 }
  4. deque的数据存取

    1. 理论知识:

       deque.at(idx);  //返回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range。
 deque[idx];  //返回索引idx所指的数据，如果idx越界，不抛出异常，直接出错。
 deque.front();   //返回第一个数据。
 deque.back();  //返回最后一个数据

    2. 代码举例：

       deque<int> deqInt;
 deqInt.push_back(1);
 deqInt.push_back(3);
 deqInt.push_back(5);
 deqInt.push_back(7);
 deqInt.push_back(9);
            
 int iA = deqInt.at(0); //1
 int iB = deqInt[1]; //3
 deqInt.at(0) = 99; //99
 deqInt[1] = 88; //88
            
 int iFront = deqInt.front(); //99
 int iBack = deqInt.back(); //9
 deqInt.front() = 77; //77
 deqInt.back() = 66; //66
  5. deque与迭代器

    1. 理论知识

       deque.begin();  //返回容器中第一个元素的迭代器。
 deque.end();  //返回容器中最后一个元素之后的迭代器。
 deque.rbegin();  //返回容器中倒数第一个元素的迭代器。
 deque.rend();   //返回容器中倒数最后一个元素之后的迭代器。

    2. 代码举例：

       deque<int> deqInt;
 deqInt.push_back(1);
 deqInt.push_back(3);
 deqInt.push_back(5);
 deqInt.push_back(7);
 deqInt.push_back(9);
        
 for (deque<int>::iterator it=deqInt.begin(); it!=deqInt.end(); ++it)
 {
 cout << *it;
 cout << "";
 }
 // 1 3 5 7 9
        
 for (deque<int>::reverse_iterator rit=deqInt.rbegin(); rit!=deqInt.rend(); ++rit)
 {
 cout << *rit;
 cout << "";
 }
 //9 7 5 3 1
  6. deque对象的带参数构造

    1. 理论知识

       deque(beg,end);    //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。注意该区间是左闭右开的区间。
 deque(n,elem);   //构造函数将n个elem拷贝给本身。
 deque(const deque  &deq);  //拷贝构造函数。

    2. 代码举例：

       deque<int> deqIntA;
 deqIntA.push_back(1);
 deqIntA.push_back(3);
 deqIntA.push_back(5);
 deqIntA.push_back(7);
 deqIntA.push_back(9);
        
 deque<int> deqIntB(deqIntA.begin(),deqIntA.end()); //1 3 5 7 9
 deque<int> deqIntC(5,8); //8 8 8 8 8
 deque<int> deqIntD(deqIntA); //1 3 5 7 9
  7. deque的赋值

    1. 理论知识

       deque.assign(beg,end);    //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。注意该区间是左闭右开的区间。
 deque.assign(n,elem);  //将n个elem拷贝赋值给本身。
 deque& operator=(const deque &deq); //重载等号操作符 
 deque.swap(deq);  // 将vec与本身的元素互换

    2. 代码举例：

       deque<int> deqIntA,deqIntB,deqIntC,deqIntD;
 deqIntA.push_back(1);
 deqIntA.push_back(3);
 deqIntA.push_back(5);
 deqIntA.push_back(7);
 deqIntA.push_back(9);
        
 deqIntB.assign(deqIntA.begin(),deqIntA.end()); // 1 3 5 7 9
 deqIntC.assign(5,8); //8 8 8 8 8
 deqIntD = deqIntA; //1 3 5 7 9
 deqIntC.swap(deqIntD); //互换
  8. deque的大小

    1. 理论知识

       deque.size();	   //返回容器中元素的个数
 deque.empty();	   //判断容器是否为空
 deque.resize(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。
 deque.resize(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。

    2. 代码举例：

       deque<int> deqIntA;
 deqIntA.push_back(1);
 deqIntA.push_back(3);
 deqIntA.push_back(5);
        
 int iSize = deqIntA.size();  //3
        
 if (!deqIntA.empty())
 {
 deqIntA.resize(5);  //1 3 5 0 0
 deqIntA.resize(7,1); //1 3 5 0 0 1 1
 deqIntA.resize(2);  //1 3
 }
  9. deque的插入

    1. 理论知识

       deque.insert(pos,elem);   //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
 deque.insert(pos,n,elem);   //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
 deque.insert(pos,beg,end);   //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。

    2. 代码举例：

       deque<int> deqA;
 deque<int> deqB;
        
 deqA.push_back(1);
 deqA.push_back(3);
 deqA.push_back(5);
 deqA.push_back(7);
 deqA.push_back(9);
        
 deqB.push_back(2);
 deqB.push_back(4);
 deqB.push_back(6);
 deqB.push_back(8);
        	
 deqA.insert(deqA.begin(), 11);		//{11, 1, 3, 5, 7, 9}
 deqA.insert(deqA.begin()+1,2,33); //{11,33,33,1,3,5,7,9}
 deqA.insert(deqA.begin() , deqB.begin() , deqB.end() );	//{2,4,6,8,11,33,33,1,3,5,7,9}
  10. deque的删除

    1. 理论知识

       deque.clear();	//移除容器的所有数据
 deque.erase(beg,end);  //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
 deque.erase(pos);    //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

    2. 代码举例：

       //删除区间内的元素
// deqInt是用deque<int>声明的容器，现已包含按顺序的1,3,5,6,9元素。
 deque<int>::iterator itBegin=deqInt.begin()+1;
 deque<int>::iterator itEnd=deqInt.begin()+3;
 deqInt.erase(itBegin,itEnd);
 //此时容器deqInt包含按顺序的1,6,9三个元素。
        
        
 假设 deqInt 包含1,3,2,3,3,3,4,3,5,3，删除容器中等于3的元素
 for(deque<int>::iterator it=deqInt.being(); it!=deqInt.end(); )    //小括号里不需写  ++it
 {
 if(*it == 3){
     it  =  deqInt.erase(it);       //以迭代器为参数，删除元素3，并把数据删除后的下一个元素位置返回给迭代器。
      //此时，不执行  ++it；  
 }else{
    ++it;
 }
 }
        
 //删除deqInt的所有元素
 deqInt.clear();	//容器为空

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