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C++_系列自学课程_第_5_课_vector容器_《C++ Primer 第四版》

时间:2014-09-30 20:54:30      阅读:279      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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   再一次遇到 vector 这个单词; 每一次见到这个单词都感觉这个单词非常的 "高大上"; 数字遇到vector马上就可以360度旋转;

当 "电" 遇到vector,马上让交流可以变得和直流一样进行控制(德国电气工程师的矢量控制理论,目前在工控界对电机控制应用

非常广泛,是变频器控制的基础理论,可惜的是中国目前没有这方面的真正的专家, 就是IT行业中的TI公司的TMS320LF24xx系列

DSP做的事,中国的基础理论的研究真的是落后于西方发达国家很多年),而在C++中遇到这个单词,同样是高大上的感觉,马上

让我想起C语言中最复杂的部分指针; 别说指针的操作你无所谓, 就算你是C++、C#、Java的粉丝;没有指针,个人感觉就像没

有金箍棒的猴子, 幻刺模糊直接让你子弹到处乱飞。

  不瞎扯啦,开始今天的内容。

一、vector

1、作用

  vector,从翻译对应的词语: 容器, 可以知道vector是用来装东西的罐子、坛子之类的东西;联系实际,坛坛罐罐可以用来装各

种不同的东西, 可以用来盛酒, 也可以用来放酸菜(南北朝鲜的酸菜就算啦),当然你如果是土豪的话,也可以用来放钢镚;如果你

贪官的话,也可以用来藏你给情妇写的保证书什么的。

  从C++的角度来看,vector可以用来存放不同类型的对象,例如可以把int类型的对象存放到容器里面,同样也可以将char类型的

象存储到vector中,也可以将string对象存储到vector里面。

2、容器的定义

  vector类型是C++标准库提供的一种类型,如果要在程序中引用这种类型,当然需要“报备”, 如下所示:

#include <vector>  //引用相关的头文件
using std::vector;   //方便的使用std::命名空间/名字空间中的名字vector

  报备完成后就可以名正言顺的经营啦;要使用 vector 必须指明容器里面存放的是什么类型的对象,就像在坛坛罐罐上面贴上标签

告诉别人里面存放的是什么;通过在 vector后面加上 <> 然后将对象类型写入到 <> 就可以啦, 如下所示:

vector<int> vInt;

  如上就定义了一个容器对象, 并且这个容器是用来存储int类型的对象的。

   要点:尖括号里面指出的是容器中存放的是什么类型的对象; 同时要注意的是 vector<int>是一种数据类型,

   vector可以存储的对象不仅可以是内置类型,还可以是用户的自定义类型,例如string类。

vector<string>  vString;

  同样 vector<string> 也是一种新的数据类型, 这种数据类型的对象用来存储string对象。

 

3、容器的初始化

  标准库提供的vector类型有多种初始化方式。

  A:  vector<T>   v1;   //容器对象v1保存类型为T的对象, 容器类型的默认构造函数初始化对象v1为空

   这样定义的话,就是定义了一个容器,里面没有任何东西,就相当于一个空的坛子、罐子。

  B:  vector<T>   v2(v1);  //容器对象v2保存类型为T的对象, 对象v2初始化为与v1一样的容器

  这样定义的话,就表示开始的时候有一个罐子v1,然后又造了一个罐子v2,v2罐子是按照罐子v1为原型造的,如果v1里面有东西

 那么v2罐子里面的东西与v1罐子一样; 如果v1罐子里面没有东西,那么v2罐子里面也没有东西。

  C:  vector<T>   v3(n, i);  //容器v3保存类型为T的对象, 对象初始化为保存n个类型为T、值为 i 的对象元素

  这样定义的话,就表示下了一个明确订单, 就是告诉你,你给我造一个罐子v3, 里面放多少封(n)给情妇的保证书(i)。 

  D: vector<T>   v4(n);    //容器v4保存类型为T的对象, 容器对象v4中初始化里面可以存放个数为n的T对象。 

  这样的定义的话,就是下了一个明确的订单, 你给某个贪官造个罐子v4, 这个罐子可以放多少(n)封给情妇的保证书, 但是你不能

放保证书,放保证书的事情让贪官自己以后放。

Exp:

[root@localhost cpp_src]# cat test.cpp 
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
using std::vector;

int main()
{
    vector<int> vInt1;
    vector<int> vInt2(vInt1);
    vector<int> vInt3(3,4);
    vector<int> vInt4(5);

    string str("volcanol");
    vector<string> vStr1;
    vector<string> vStr2(vStr1);
    vector<string> vStr3(4,str);
    vector<string> vStr4(5);

    return 0;
}

  这里需要注意的是, 对于存储string对象容器,可以用字符串字面值进行初始化, 如下所示:

vector<string>  str(4, "volcanol");

 

4、容器元素的值的初始化

  一定要分辨清楚容器的初始化和容器元素的值的初始化两个概念, 容器的初始化可以包括两个方面:容器本身的初始化

以及容器元素的值的初始化。

  这里就细细的说一下这两个的不同之处。

  A:   vector<int>  vInt;     这里对容器对象vInt进行初始化,初始化后知道对象vInt是一个空的对象,里面暂时不能存

放任何int对象, 就是说这个坛子是一个实心的坛子,不能往里面塞东西。

  B:vector<int>  vInt1(2, 10);  这里不但对容器对象vInt1进行了初始化,同时还对容器对象里面的元素进行了初始化,

就是说容器里面存放了两个int类型的对象,且两个int对象的值均为10.  用坛坛罐罐来比喻就是罐子里面放了2个(初始化的是容器)

10元的钢镚(初始化的是容器里面的钢镚的大小)。

  C:  vector<int> vInt2(10);  这里对容器vInt2进行了初始化,而且在容器里面目前可以放10个int对象,而且这些int对象

的值为0。  用坛坛罐罐来比喻的话就是罐子里面放了10个面值为0元的钢镚。

 

  要点:  

  如果容器存放的对象类型为内置类型,且没有提供容器元素的初始化值,那么就会初始化容器的元素值为0.

例如:

    vector<char>  vCh(1);   那么容器vCh里面就有一个元素之为‘\0‘的的char对象。

  如果容器存放的对象是类类型,且没有提供容器元素的初始化值,那么容器元素就会用类类型默认构造函数对容器的

元素进行初始化。

例如:

    vector<string>  vStr(2);  那么容器vStr里面就存放了两个值为空""字符串的string对象。

  如果容器存放的对象是类类型,同时类类型没有默认构造函数,且没有提供元素的初始化值, 那么标准库同样会产生

一个带初始值的对象,这个对象的每个成员都进行了初始化。(这个地方说的有点不明不白,我也是每天搞明白,有哪位大侠了

解的话,请不吝赐教)。

 

5、vector提供的操作

  vector类提供了类似于string类的操作。

    v.empty();  检测对象v是否为空

    v.size();  返回对象v中的元素的个数

    v.push_back(t);  往对象v中插入一个值为(t)新的元素, 这个就是动态的增加容器对象的容量,

    v[n];  访问容器中的元素, 相当于string对象的下标操作,而且容器对象下标操作符返回的是一个左值,可以进行写入操作。

    v1 = v2;  容器的赋值操作, 就是将容器对象v1的元素替换为v2中元素的副本,(这需要注意容器的大小)

    v1 == v2; 如果容器v1与v2相等,那么就返回true, 这里包括容器本身以及容器中的元素,这个必须要注意。  

     >, >=, != ,  <, <= 这些操作保持原本的意义。

Exp1:size() 和 empty()操作

[root@localhost cpp_src]# cat test.cpp 
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
using std::vector;

int main()
{
    vector<int> vInt1;
    vector<int> vInt2(vInt1);
    vector<int> vInt3(3,4);
    vector<int> vInt4(5);

    cout<<"the size of vector<int> vInt1 is:"<<vInt1.size()<<endl;
    if(vInt1.empty())
        cout<<"vector<int> vInt1 is empty"<<endl;
    else
        cout<<"vector<int vInt1> is not empty"<<endl;

    return 0;
}

执行结果如下所示:

[root@localhost cpp_src]# g++ test.cpp 
[root@localhost cpp_src]# ./a.out 
the size of vector<int> vInt1 is:0
vector<int> vInt1 is empty

 

Exp: push_back()操作

[root@localhost cpp_src]# cat test.cpp 
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
using std::vector;

int main()
{
    vector<int> vInt1;

    cout<<"the size of vector<int> vInt1 is:"<<vInt1.size()<<endl;
    if(vInt1.empty())
        cout<<"vector<int> vInt1 is empty"<<endl;
    else
        cout<<"vector<int vInt1> is not empty"<<endl;
    
    vInt1.push_back(1);
    cout<<"The size of vector<int> vInt1 is:"<<vInt1.size()<<endl;
    if(vInt1.empty())
        cout<<"vector<int> vInt1 is empty"<<endl;
    else
        cout<<"vector<int> vInt1 is not empty"<<endl;

    return 0;
}

执行结果如下:

[root@localhost cpp_src]# ./a.out 
the size of vector<int> vInt1 is:0
vector<int> vInt1 is empty
The size of vector<int> vInt1 is:1
vector<int> vInt1 is not empty

  可以发现执行 vInt1.push_back(1); 以后vInt的大小变成了1,而且不再是空的容器。

 

Exp:  容器的下标操作

  容器的下标操作返回的是容器里面的元素,这个要特别的注意。

[root@localhost cpp_src]# cat test.cpp 
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
using std::vector;

int main()
{
    vector<int> vInt1;
    
    for(vector<int>::size_type i=0;i != 10; i++)
        vInt1.push_back(i);

    for(vector<int>::size_type i=0; i != vInt1.size(); i++)
        cout<<vInt1[i]<<endl;

    return 0;
}

执行结果如下:

[root@localhost cpp_src]# g++ test.cpp 
[root@localhost cpp_src]# ./a.out 
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

  要点:  容器的下标是从0开始计算的,   其最大值为  v.size( ) - 1;  所以上面的第二个循环可以正常执行,

当i=9的时候, i  != vInt1.size( ),因此可以进行循环;

      而当i=10 的时候,i == vInt1.size(),  for循环的条件不成立,因此跳出循环,不会产生下标越界。

  vector<int>::size_type 类型为标准库为vector类型定义的表示vector大小的类型, 在使用这个数据类型的

时候对象的类型 int 不能少,否则就会出错, 这个地方经常会被遗忘。  

 

Exp: 下标操作的赋值

  

[root@localhost cpp_src]# cat test.cpp 
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
using std::vector;

int main()
{
    vector<int> vInt1(10);

    for(vector<int>::size_type i = 0; i != vInt1.size(); i++)
        vInt1[i]=i;
    
    for(vector<int>::size_type i=0; i != vInt1.size(); i++)
        cout<<vInt1[i]<<endl;

    cout<<"the size of vInt1 is: "<<vInt1.size()<<endl;
    return 0;
}

程序执行的结果是:

[root@localhost cpp_src]# ./a.out 
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
the size of vInt1 is: 10

  要点:  vector下标操作返回的是容器里面存放的对象, 是一个左值。 

 

二、 迭代器  iterator

  C++标注库为访问vector提供了另外的一种机制,这个机制就是迭代器。

1、作用

  迭代器的作用就是用来访问容器中的元素。

2、迭代器的定义

  每一种类型的vector类型都定义了自己的迭代器类型,定义一个迭代器的语法如下所示:

    vector<T>::iterator  tIter;

  这样就定义了一个用于容器类型为 vector<T>的迭代器对象   tIter; tIter的数据类型是 vector<T>::iterator,

在C++中可以通过迭代器来访问容器里面的元素。

  默认定义通过上面的定义 tIter 将指向容器中的第一个元素,如果容器不为空的话。

 

  迭代器的概念与C语言中的指针非常类似,都有一个指向的概念,但是要严格区分两者的区别。

 

3、迭代器的begin和end操作

  每一种标准库定义的容器都定义了两个操作:  begin() 和 end() 操作。 begin()操作返回的迭代器指向的容器中的

第一个元素, 而end()操作则返回迭代器指向的容器中最后一个元素后面的一个位置, 通常称为 超出末端迭代器, 表明指向了一个

不存在的元素; 如果容器为空,那么迭代器的begin() 和end()操作将指向同一个位置---超出末端迭代器的位置。

 

4、迭代器的解引用和自增操作

  通过迭代器的解引用操作可以和下标操作符一样操作容器中的元素。

  例如:

      vector<int> vInt(3);

      vector<int>::iterator iter=vInt.begin( );   //迭代器指向 vInt容器中的第一个元素,vInt容器中一共有3个元素。

      *iter = 10;  ====》相当于  vInt[0]  = 10;

  通过移动迭代器的指向,可以访问容器中不同的元素。可以通过自增运算符来移动迭代器的指向。  

      vector<int> vInt(3);

      vector<int>::iterator iter=vInt.begin( );   //迭代器指向 vInt容器中的第一个元素,vInt容器中一共有3个元素。

      *iter = 10;  ====》相当于  vInt[0]  = 10;

         ++ iter ;

      *iter = 5;  =====>>相当于 vInt[1] = 5;

      ++ iter ;

      *iter = 1 ;  =====>>相当于  vInt[2] = 1;

       iter = vInt.begin();    =====》相当于将迭代器再次指向容器中的第一个元素,

       * iter = 3 ;  ======》 相当于vInt[0] = 3;

Exp:

[root@localhost cpp_src]# cat test.cpp 
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
using std::vector;

int main()
{
    vector<string> vStr(3);

    vector<string>::iterator iter=vStr.begin();

    while(iter != vStr.end())
    {
        cin>>*iter;
        ++iter;
    }

    iter=vStr.begin();
    while(iter != vStr.end())
    {
        cout<<*iter<<endl;
        ++iter;
    }

    return 0;
}

程序执行结果如下:

[root@localhost cpp_src]# ./a.out 
abd 121 456
abd
121
456

再次执行结果如下:

[root@localhost cpp_src]# ./a.out 
volcanol hello world  hi
volcanol
hello
world

 

5、迭代器的比较操作

  可以测试两个迭代器是否指向容器中的同一个元素,测试用的操作符为:== 和 != 。

exp:

[root@localhost cpp_src]# cat test.cpp 
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
using std::vector;

int main()
{
    vector<string> vStr(3);

    vector<string>::iterator iter1=vStr.begin();
    vector<string>::iterator iter2=vStr.end();

    if(iter1 == iter2)
        cout<<"iter1 and iter2 point to the same element"<<endl;
    else
        cout<<"iter1 and iter2 don‘t point to the same element "<<endl;

    ++iter1;
    ++iter1;
    ++iter1;

    cout<<"after iter1 moved:";
    if(iter1 != iter2)
        cout<<"iter1 and iter2 don‘t point to the same element"<<endl;
    else
        cout<<"iter1 and iter2 point to the same element"<<endl;


    return 0;
}

程序执行结果为:

[root@localhost cpp_src]# ./a.out 
iter1 and iter2 dont point to the same element 
after iter1 moved:iter1 and iter2 point to the same element

 

6、利用迭代器循环遍历容器中的元素

  前面我们利用下标操作符和 v.size()操作遍历了整个容器的元素,现在我们利用迭代器遍历容器。

[root@localhost cpp_src]# cat test.cpp 
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
using std::vector;

int main()
{
    vector<string> vStr(3);
    vector<string>::iterator iter=vStr.begin();


    for(vector<string>::size_type i=0; i !=vStr.size();i++)
    {
        cin>>vStr[i];
    }

    while(iter != vStr.end())
    {
        cout<<*iter<<endl;
        ++iter;
    }


    return 0;
}

执行结果如如下所示:

[root@localhost cpp_src]# g++ test.cpp 
[root@localhost cpp_src]# ./a.out 
kiki gaida volcanol hi world
kiki
gaida
volcanol

 

7、const_iterator  和 const vector<T>::iterator 

     看到这个题头,就会想起C语言中指针和const的结合。

  const_iterator的迭代器不能用来改变容器中元素的值,而 const vector<T>::iteraor则不能改变指向。

例如:

  vector<int> vInt(3, 10);

  vector<int>::const_iterator iter1= vInt.begin();

  *iter1 = 5 ;  //错误,不能通过const_iterator迭代器改变容器中元素的值。

  ++iter;  //正确,可以改变迭代器的指向。

 

而下面的情形是:

  vector<string>  vStr(3,"hi");

  const vector<string>::iterator  iter2=vStr.begin();

  *iter2 = "volcanol";  //正确,可以通过迭代器的解引用操作符来操作容器中的元素。

  iter2 =vStr.end() ;  //错误,  const 迭代器的指向不能改变。

 

而下面的情形是:

  const vector<int>  vInt(5,1);

     vector<int>::iterator  iter=vInt.begin();    //错误,不能这样定义

exp:

 1 #include <iostream>
 2 #include <string>
 3 #include <vector>
 4 
 5 using std::cin;
 6 using std::cout;
 7 using std::endl;
 8 using std::string;
 9 using std::vector;
10 
11 int main()
12 {
13     const vector<int> vInt(3); //ok,vInt[i]=0;
14     cout<<vInt[0]<<endl;
15 
16     vector<int>::iterator iter=vInt.begin();
17     *iter = 10; 
18     cout<<vInt[0]<<endl;
19 
20     return 0;
21 }

编译的时候提示:

[root@localhost cpp_src]# g++ test.cpp 
test.cpp: In function ‘int main()’:
test.cpp:16: 错误:请求从 ‘__gnu_cxx::__normal_iterator<const int*, std::vector<int, std::allocator<int> > >’ 转换到非标量类型 ‘__gnu_cxx::__normal_iterator<int*, std::vector<int, std::allocator<int> > >’

  提示16行错误。

 

而下面的情形是:

  vector<int>  vInt(10,1);

  const vector<int>::const_iterator  iter=vInt.begin();  //正确,这样可以定义

这个地方需要注意, 第一个const指出的是 iter的指向不能改变, 第二个const_iterator 指出不能通过 *iter 改变容器中

元素的值。

 

要点:

  const修饰时迭代器和类型和容器内元素的类型要一致,如果元素不可改变,那么就不能定义可以改变容器元素的迭代器来

访问容器中的元素。

 

8、迭代器支持算术运算

  可以给迭代器进行 +n 和-n 的操作,就和C语言中的指针的加法、减法运算类似。

[root@localhost cpp_src]# cat test.cpp 
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
using std::vector;

int main()
{
    vector<int> vInt(10);
    vector<int>::iterator iter=vInt.begin();

    for(;iter != vInt.end(); ++iter)
        cin>>*iter;

    iter=vInt.begin();
    iter = iter + vInt.size()/2;
    cout<<*iter<<endl;

    iter = iter - 2;
    cout<<*iter<<endl;


    return 0;
}

执行结果如下所示:

[root@localhost cpp_src]# g++ test.cpp 
[root@localhost cpp_src]# ./a.out  
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
6
4

 

 

  今天关于vector和迭代器就描述到这里,后续内容,未完待续..........................

C++_系列自学课程_第_5_课_vector容器_《C++ Primer 第四版》

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原文地址:http://www.cnblogs.com/volcanol/p/4002618.html

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