Массив — это серия объектов одного и того же типа в последовательных ячейках памяти. Массив не может увеличить длину руды. Вектор похож на массив, но его длина может быть увеличена или уменьшена. Следовательно, вектор имеет гораздо больше операций, чем массив.
C ++ имеет множество библиотек, все из которых составляют стандартную библиотеку C ++. Одна из этих библиотек — это библиотека контейнеров. Контейнер — это набор объектов, и с этой коллекцией можно выполнять определенные операции. Контейнеры C ++ можно сгруппировать в два набора: контейнеры последовательности и ассоциативные контейнеры. Контейнеры последовательности — это vector, array (не тот массив, который обсуждался ранее), deque, forward_list и list. Это разные коллекции (структуры данных, подобные массивам), и каждая предлагает различные компромиссы.
Любой программист должен знать, как решить, использовать ли вектор, массив, двухстороннюю очередь, forward_list или список. Когда программисту нужна структура, которая требует больше операций, чем те, которые связаны с обычным массивом, обычный массив использовать не следует.
Если задача включает частые вставки и удаления в середине последовательности, следует использовать список или forward_list. Если задача включает частые вставки и удаления в начале или конце последовательности, следует использовать двухстороннюю очередь. Вектор следует использовать, когда такого рода операции не требуются.
В этой статье показано, как использовать вектор C ++. Для понимания этой статьи вам потребуются некоторые знания указателей, ссылок и массивов C ++.
- Класс и объекты
- Класс Vector
- Создание экземпляра вектора
- Перегрузка функции
- Построение вектора
- Конструирование с инициализацией
- Назначение вектора во время Construction
- const Vector
- Конструирование с помощью Iterator
- Уничтожение вектора
- Емкость вектора
- Присвоение значения с помощью нижнего индекса
- Присвоение значения с помощью функции at ()
- Проблема с подпрограммами
- Доступ к векторным данным
- Возвращение итераторов и вектора
- Обратная итерация
- Векторные модификаторы
- Операторы равенства и отношения для векторов
- Заключение
Класс и объекты
Класс — это набор переменных и функций, которые работают вместе, где переменным не присвоены значения. Когда переменным присваиваются значения, класс становится объектом. Различные значения, присвоенные одному и тому же классу, приводят к разным объектам; то есть разные объекты могут принадлежать к одному классу, но иметь разные значения. Создание объекта из класса также известно как создание экземпляра объекта.
Термин вектор описывает класс. Объект, созданный из вектора, имеет имя, выбранное программистом.
Функция, принадлежащая классу, необходима для создания экземпляра объекта из класса. В C ++ эта функция имеет то же имя, что и имя класса. Различные объекты, созданные (экземпляры) из класса, имеют разные имена, данные каждому из них программистом.
Создание объекта из класса означает создание объекта; это также означает создание экземпляра объекта.
Класс Vector
Векторный класс уже определен и находится в библиотеке. Чтобы использовать векторный класс, программист должен включить векторный заголовок в файл со следующей директивой предварительной обработки:
#include <vector>
После включения заголовка становятся доступными все векторные функции (элементы данных и функции-члены). Чтобы использовать объект счетчика для вывода данных на терминал (консоль), также должен быть включен заголовок объекта. Чтобы написать программу с вектором, как минимум должны быть включены следующие заголовки:
#include <iostream>
#include <vector>
Создание экземпляра вектора
int foo [10];
Выше объявление массива с именем «foo» и количеством элементов «10». Это массив целых чисел. Объявление вектора аналогично. Для вектора количество элементов не является обязательным, поскольку длина вектора может увеличиваться или уменьшаться.
На этом этапе программы векторный класс уже определен в библиотеке, и заголовок включен. Вектор может быть создан следующим образом:
std::vector <int> vtr (8);
Здесь вектор принадлежит специальной функции-конструктору. Тип данных, которые будет содержать вектор, — это «int» в угловых скобках. Термин «vtr» — это имя, выбранное программистом для вектора. Наконец, «8» в скобках — это ориентировочное количество целых чисел, которые будет иметь вектор.
Термин «std» означает стандартное пространство имен. В этом контексте после этого термина должно стоять двойное двоеточие. Кто угодно может написать свою собственную библиотеку векторных классов и использовать ее. Однако в C ++ уже есть стандартная библиотека со стандартными именами, включая «вектор». Чтобы использовать стандартное имя, стандартному имени должен предшествовать std ::. Чтобы не вводить std :: каждый раз в программе для стандартного имени, файл программы может запускаться следующим образом:
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
Перегрузка функции
Когда две или более разных сигнатур функций имеют одно и то же имя, это имя считается перегруженным. Когда вызывается одна функция, количество и тип аргументов определяют, какая функция выполняется.
Построение вектора
Построение вектора означает инстанцирование (создание) векторного объекта. Функция-конструктор перегружается следующим образом:
vector <T> name
Это создает вектор нулевой длины и набирает «T.» Следующая инструкция создает вектор нулевой длины типа «float» с именем «vtr»:
vector <float> vtr;
vector <T> name (n)
Это создает вектор с n элементами типа «T.» Утверждение для этого вектора с четырьмя элементами с плавающей запятой выглядит следующим образом:
vector <float> vtr(4);
vector <T> name (n, t)
Это создает вектор из n элементов, инициализированных значением t. Следующий оператор создает вектор из 5 элементов, каждый из которых имеет значение 3,4:
vector <float> vtr (5, 3.4);
Конструирование с инициализацией
Вектор может быть сконструирован (создан) и инициализирован одновременно одним из следующих двух способов:
vector <float> vtr = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
Или
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
Обратите внимание, что сразу после имени объекта скобок нет. Круглые скобки, используемые сразу после имени объекта, должны содержать список инициализаторов, как показано ниже:
vector <float> vtr({1.1, 2.2, 3.3, 4.4});
Вектор может быть создан и инициализирован позже с помощью списка инициализаторов. В этом случае круглые скобки использоваться не будут:
vector < float > vtr ;
vtr = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 } ;
вектор V2 (V1)
Это конструктор копирования. Он создает вектор V2 как копию вектора V1. Следующий код иллюстрирует это:
vector <float> vtr;
vtr = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
Назначение вектора во время Construction
Во время построения может быть создан пустой вектор, в то время как ему назначен другой, следующим образом:
vector <float> vtr1{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vector <float> vtr2 =vtr1;
Второй оператор эквивалентен:
vector <float> vtr2 = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
const Vector
Константный вектор — это вектор, элементы которого нельзя изменить. Значения в этом векторе доступны только для чтения. При создании вектор выглядит следующим образом:
const vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
В этом векторном типе ни один элемент не может быть добавлен или удален. Более того, никакое значение не может быть изменено.
Конструирование с помощью Iterator
Шаблон предоставляет общее представление для типа данных. Итератор обеспечивает общее представление сканирования значений контейнера. Синтаксис для создания вектора с итератором следующий:
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last,const Allocator& = Allocator());
Это создает вектор для диапазона [первый, последний) с использованием указанного распределителя, который будет обсуждаться позже в этой статье.
Уничтожение вектора
Чтобы уничтожить вектор, просто позвольте ему выйти из области видимости, и уничтожение будет выполнено автоматически.
Емкость вектора
size_type capacity () const noexcept
Общее количество элементов, которые вектор может содержать без перераспределения, возвращается функцией-членом емкости. Сегмент кода для этого выглядит следующим образом:
vector <float> vtr(4);
int num = vtr.capacity();
cout << num << ‘\n‘;
Выход 4.
reserve(n)
Пространство памяти не всегда доступно. Дополнительное место можно зарезервировать заранее. Рассмотрим следующий фрагмент кода:
vector <float> vtr(4);
vtr.reserve(6);
cout << vtr.capacity() << ‘\n‘;
Результатом будет 6. Таким образом, зарезервировано дополнительное пространство 6 — 4 = 2 элемента. Функция возвращает void.
size () const noexcept
Это возвращает количество элементов в векторе. Следующий код иллюстрирует эту функцию:
vector <float> vtr(4);
float sz = vtr.size();
cout << sz << ‘\n‘;
Выход 4.
shrink_to_fit()
После предоставления дополнительной емкости вектору с помощью функции reserve () размер вектора можно уменьшить, чтобы он соответствовал его исходному размеру. Следующий код иллюстрирует это:
vector <float> vtr(4);
vtr.reserve(6);
vtr.shrink_to_fit();
int sz = vtr.size();
cout << sz << ‘\n‘;
На выходе будет 4, а не 6. Функция возвращает void.
resize(sz), resize(sz,c)
Это изменяет размер вектора. Если новый размер меньше старого, то элементы ближе к концу стираются. Если новый размер больше, то ближе к концу добавляется какое-то значение по умолчанию. Чтобы добавить определенную ценность, используйте функцию resize () с двумя аргументами. Следующий фрагмент кода иллюстрирует использование этих двух функций:
vector <float> vtr1{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vtr1.resize(2);
cout << «New size of vtr1: « << vtr1.size() << ‘\n‘;
vector <float> vtr2{1.1, 2.2};
vtr2.resize(4, 8.8);
cout << «vtr2: «<< vtr2[0] <<» «<< vtr2[1] <<»
«<< vtr2[2] <<» «<< vtr2[3] << ‘\n‘;
Результат следующий:
New size of vtr1: 2
vtr2: 1.1 2.2 8.8 8.8
Функции возвращают void.
empty() const noexcept
Эта функция возвращает 1 для истины, если в векторе нет элементов, и 0 для false, если вектор пуст. Если вектор имеет 4 местоположения для определенного типа данных, например, с плавающей запятой, без какого-либо значения с плавающей запятой, то этот вектор не является пустым. Следующий код иллюстрирует это:
vector <float> vtr;
cout << vtr.empty() << ‘\n‘;
vector <float> vt(4);
cout << vt.empty() << ‘\n‘;vector <float> v(4,3.5);
cout << v.empty() << ‘\n‘;
Результат следующий:
1
0
0
Доступ к элементу вектора
Вектор может быть подписан (проиндексирован) как массив. Подсчет индекса начинается с нуля.
vectorName[i]
Операция «vectorName [i]» возвращает ссылку на элемент в i- м индексе вектора. Следующий код выводит 3.3 для указанного выше вектора:
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
float fl = vtr[2];
cout << fl << ‘\n‘;
vectorName [i] const
Операция «vectorName [i] const» выполняется вместо «vectorName [i]», когда вектор является постоянным вектором. Эта операция используется в следующем коде:
const vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
float fl = vtr[2];
cout << fl << ‘\n‘;
Выражение возвращает постоянную ссылку на i- й элемент вектора.
Присвоение значения с помощью нижнего индекса
Значение может быть присвоено непостоянному вектору следующим образом:
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vtr[2] = 8.8;
cout << vtr[2] << ‘\n‘;
На выходе получается 8.8.
vectorName.at (i)
«VectorName.at (i)» похож на «vectorName [i]», но «vectorName.at (i)» более надежен. Следующий код показывает, как следует использовать этот вектор:
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
float fl = vtr.at(2);
cout << fl << ‘\n‘;
at() is a vector member function.
vectorName.at (i) const
«VectorName.at (i) const» похоже на «vectorName [i] const», но «vectorName.at (i) const» более надежен. «VectorName.at (i) const» выполняется вместо «vectorName.at (i)», когда вектор является постоянным вектором. Этот вектор используется в следующем коде:
const vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
float fl = vtr.at(2);
cout << fl << ‘\n‘;
at() const is a vector member function.
Присвоение значения с помощью функции at ()
Значение может быть присвоено непостоянному вектору с помощью функции at () следующим образом:
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vtr.at(2) = 8.8;
cout << vtr[2] << ‘\n‘;
На выходе получается 8.8.
Проблема с подпрограммами
Проблема с дополнительными сценариями (индексированием) заключается в том, что если индекс выходит за пределы допустимого диапазона, может быть возвращен ноль или может возникнуть ошибка во время выполнения.
front()
Это возвращает ссылку на первый элемент вектора без удаления элемента. Результатом следующего кода является 1.1.
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
float fl = vtr.front();
cout << fl << ‘\n‘;
Элемент не удаляется из вектора.
front() const
Когда конструкции вектора предшествует const, выражение «front () const» выполняется вместо «front ()». Это используется в следующем коде:
const vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
float fl = vtr.front();
cout << fl << ‘\n‘;
Возвращается постоянная ссылка. Элемент не удаляется из вектора.
back()
Это возвращает ссылку на последний элемент вектора без удаления элемента. Вывод следующего кода — 4.4.
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
float fl = vtr.back();
cout << fl << ‘\n‘;
back() const
Когда конструкции вектора предшествует const, выражение «back () const» выполняется вместо «back ()». Это используется в следующем коде:
const vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
float fl = vtr.back();
cout << fl << ‘\n‘;
Возвращается постоянная ссылка. Элемент не удаляется из вектора.
Доступ к векторным данным
data() noexcept; data() const noexcept;
Любой из них возвращает указатель, такой что [data (), data () + size ()) — является допустимым диапазоном.
Подробнее об этом будет рассказано позже в статье.
Возвращение итераторов и вектора
Итератор похож на указатель, но имеет больше функций, чем указатель.
begin() noexcept
Возвращает итератор, указывающий на первый элемент вектора, как в следующем сегменте кода:
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vector<float>::iterator iter = vtr.begin();
cout << *iter << ‘\n‘;
На выходе получается 1.1. Обратите внимание, что объявление, которое получает итератор, было объявлено. Итератор разыменовывается в возвращаемом выражении для получения значения так же, как разыменование указателя.
begin () const noexcept;
Возвращает итератор, указывающий на первый элемент вектора. Когда конструкции вектора предшествует константа, выражение «begin () const» выполняется вместо «begin ()». При этом условии соответствующий элемент в векторе не может быть изменен. Это используется в следующем коде:
const vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vector<float>::const_iterator iter = vtr.begin();
cout << *iter << ‘\n‘;
На выходе получается 1.1. Обратите внимание, что на этот раз был использован «const_iterator» вместо простого «итератора» для получения возвращенного итератора.
end() noexcept
Возвращает итератор, который указывает сразу за последним элементом вектора. Рассмотрим следующий фрагмент кода:
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vector<float>::iterator iter = vtr.end();
cout << *iter << ‘\n‘;
Результатом будет 0, что бессмысленно, поскольку за последним элементом нет конкретного элемента.
end() const noexcept
Возвращает итератор, который указывает сразу за последним элементом вектора. Когда конструкции вектора предшествует «const», выражение «end () const» выполняется вместо «end ()». Рассмотрим следующий фрагмент кода:
const vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vector<float>::const_iterator iter = vtr.end();
cout << *iter << ‘\n‘;
Результатом будет 0. Обратите внимание, что на этот раз был использован «const_iterator» вместо простого «итератора» для получения возвращенного итератора.
Обратная итерация
Возможно иметь итератор, который выполняет итерацию от конца до самого первого элемента.
rbegin() noexcept
Возвращает итератор, указывающий на последний элемент вектора, как в следующем сегменте кода:
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vector<float>::reverse_iterator rIter = vtr.rbegin();
cout << *rIter << ‘\n‘;
Выход 4.4.
Обратите внимание, что объявлено объявление, получающее обратный итератор. Итератор разыменовывается в возвращаемом выражении для получения значения так же, как разыменование указателя.
rbegin () const noexcept;
Возвращает итератор, указывающий на последний элемент вектора. Когда конструкции вектора предшествует «const», выражение «rbegin () const» выполняется вместо «rbegin ()». При этом условии соответствующий элемент в векторе не может быть изменен. Эта функция используется в следующем коде:
const vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vector<float>::const_reverse_iterator rIter = vtr.rbegin();
cout << *rIter << ‘\n‘;
Выход 4.4.
Обратите внимание, что на этот раз был использован const_reverse_iterator вместо только reverse_iterator для получения возвращенного итератора.
rend () noexcept
Возвращает итератор, который указывает непосредственно перед первым элементом вектора. Рассмотрим следующий фрагмент кода:
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vector<float>::reverse_iterator rIter = vtr.rend();
cout << *rIter << ‘\n‘;
Результатом будет 0, что не имеет смысла, поскольку непосредственно перед первым элементом нет конкретного элемента.
rend () const noexcept
Возвращает итератор, который указывает непосредственно перед первым элементом вектора. Когда конструкции вектора предшествует «const», выражение «rend () const» выполняется вместо «rend ()». Рассмотрим следующий фрагмент кода:
const vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vector<float>::const_reverse_iterator rIter = vtr.rend();
cout << *rIter << ‘\n‘;
На выходе 0.
Обратите внимание, что на этот раз был использован const_reverse_iterator вместо только reverse_iterator для получения возвращенного итератора.
Векторные модификаторы
Модификатор, изменяющий вектор, может принимать или возвращать итератор.
a.emplace (p, args)
Вставляет объект типа T, созданный с помощью std :: forward (args)… перед p.
For details – see later
insert(iteratorPosition, value)
Вставляет копию значения в позицию итератора вектора. Возвращает итератор (позицию) в векторе, куда была помещена копия. Следующий код показывает, где было размещено значение:
vector <int> vtr{10, 20, 30, 40};
vector<int>::iterator iter = vtr.begin();
++iter;
++iter;
vtr.insert(iter, 25);
cout << vtr[1] << ‘ ‘ << vtr[2]<< ‘
‘ << vtr[3] << ‘\n‘;
Вывод: 20 25 30.
Обратите внимание, что итератор был расширен (увеличен) точно так же, как указатель.
Также можно вставить список инициализаторов, как показано в следующем коде:
vector <int> vtr{10, 20, 30, 40};
vector<int>::iterator iter = vtr.begin();
++iter;
++iter;
vtr.insert(iter, {25, 28});cout << vtr[1] << ‘ ‘ << vtr[2]<< ‘
‘ << vtr[3]<< ‘ ‘ << vtr[4] << ‘\n‘;
Вывод: 20 25 28 30.
erase(position)
Удаляет элемент в позиции, на которую указывает итератор, затем возвращает позицию итератора. Следующий код иллюстрирует это:
vector <int> vtr{10, 20, 30, 40};
vector<int>::iterator iter = vtr.begin();
++iter;
++iter;
vtr.erase(iter);
cout << vtr[0] << ‘ ‘ << vtr[1] << ‘
‘ << vtr[2]<< ‘\n‘;
Вывод: 10 20 40
push_back(t), push_back(rv)
Используется для добавления одного элемента в конец вектора. Используйте push_back (t) следующим образом:
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vtr.push_back(5.5);
float fl = vtr[4];
cout << fl << ‘\n‘;
Выход 5.5.
push_back(rv): — see later.
pop_back()
Удаляет последний элемент, не возвращая его. Размер вектора уменьшается на 1. Следующий код иллюстрирует это:
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vtr.pop_back();
float sz = vtr.size();
cout << sz << ‘\n‘;
Выход 3.
a.swap(b)
Два вектора можно поменять местами, как показано в следующем фрагменте кода:
vector <float> vtr1{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vector <float> vtr2{10, 20};
vtr1.swap(vtr2);
cout << «vtr1: «<< vtr1[0] <<» «<< vtr1[1] <<»
«<< vtr1[2] <<» «<< vtr1[3] << ‘\n‘;cout << «vtr2: «<< vtr2[0] <<» «<< vtr2[1] <<»
«<< vtr2[2] <<» «<< vtr2[3] << ‘\n‘;
Результат:
vtr1: 10 20 0 0
vtr2: 1.1 2.2 3.3 4.4
Обратите внимание, что длина вектора при необходимости увеличивается. Кроме того, значения, для которых не было замен, заменяются некоторым значением по умолчанию.
clear()
Удаляет все элементы из вектора, как показано в следующем сегменте кода:
vector <float> vtr{1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
vtr.clear();
cout << vtr.size() << ‘\n‘;
На выходе 0.
Операторы равенства и отношения для векторов
The == Operator
Возвращает 1 для истины, если два вектора имеют одинаковый размер и соответствующие элементы равны; в противном случае он возвращает 0 для ложного. Например:
vector <int> U{1, 2, 3};
vector <int> V{4, 5, 6};
bool bl = U==V;
cout << bl << ‘\n‘;
На выходе 0.
The != Operator
Возвращает 1 для истины, если два вектора не имеют одинакового размера и / или соответствующие элементы не равны; в противном случае он возвращает 0 для ложного. Например:
vector <int> U{1, 2, 3};
vector <int> V{4, 5, 6};
bool bl = U!=V;
cout << bl << ‘\n‘;
Выход 1.
The < Operator
Возвращает 1 для истины, если первый вектор является начальным подмножеством второго вектора, причем элементы двух равных частей одинаковы и находятся в одном порядке. Если оба вектора имеют одинаковый размер и движутся слева направо, и в первом векторе встречается элемент, который меньше соответствующего элемента во втором векторе, то все равно будет возвращено 1. В противном случае возвращается 0 для false. Например:
vector <int> U{3, 1, 1};
vector <int> V{3, 2, 1};
bool bl = U<V;
cout << bl << ‘\n‘;
Вывод 1. <не включает случай, когда размер и порядок совпадают.
The > Operator
Возвращает! (U <V), где U — первый вектор, а V — второй вектор, согласно приведенным выше определениям.
The <= Operator
Возвращает U <= V, где U — первый вектор, а V — второй вектор, согласно приведенным выше определениям.
The >= Operator
Возвращает! (U <= V), где U — первый вектор, а V — второй вектор, согласно приведенным выше определениям.
Заключение
Вектор — это пример контейнера последовательности. Вектор является «лучшей» формой обычного массива и создается из класса. У векторов есть методы, которые классифицируются по следующим категориям: построение и присвоение, емкость, доступ к элементам, доступ к данным, итераторы, модификаторы и числовые перегруженные операторы.
Существуют и другие контейнеры последовательности, называемые списком, forward_list и массивом. Если задача включает частые вставки и удаления в середине последовательности, следует использовать список или forward_list. Если задача включает частые вставки и удаления в начале или конце последовательности, следует использовать двухстороннюю очередь. Итак, векторы следует использовать только тогда, когда такого рода операции не важны.е важны.
