模板类 vector - Justin知识库

　　数组尽管很灵活，但使用起来还是很多不方便。为此，C++ 语言定义了扩展的“抽象数据类型”（Abstract Data Type，ADT），放在“标准库”中。

　　对数组功能进行扩展的一个标准库类型，就是“容器” vector。顾名思义，vector “容纳”着一堆数据对象，其实就是一组类型相同的数据对象的集合。

头文件和命名空间

　　vector 是标准库的一部分。要想使用 vector，必须在程序中包含 <vector> 头文件，并使用std 命名空间。

# include<vector>
using namespace std;

　　在 vector 头文件中，对 vector 这种类型做了定义；使用 #includ 引入它之后，并指定命名空间 std 之后，我们就可以在代码中直接使用 vector 了。

vector 的基本使用

　　vector 其实是 C++ 中的一个“类模板”，是用来创建类的“模子”。所以在使用时还必须提供具体的类型信息，也就是说，这个容器中到底要容纳什么类型的数据对象；具体的形式是在 vector 后面跟一个尖括号 <>，里面填入具体类型信息。

vector<int> v;

（1）初始化

　　跟数组相比，vector 的初始化更加灵活方便，可以应对各种不同的需求。

    // 默认初始化，不含任何元素
    vector<int> v1;
    
    // 列表初始化（拷贝初始化）
    vector<char> v2 = {'a', 'b', 'c'};
    // 等价，省略等号的列表初始化
    vector<char> v3{'a', 'b', 'c'}; 

    // 只定义长度，元素初值默认初始化，容器中有 5 个 0 
    vector<short> v4(5);
    // 定义长度和初始值
    vector<long> v5(5, 100); // 5 个 long 类型的元素且有相同值为 100

这里有几种不同的初始化方式：

默认初始化一个 vector 对象，就是一个空容器，里面不含任何元素
C++ 11 之后可以用花括号括起来的列表，对 vector 做初始化；等号可以省略；这种方式是把一个列表拷贝给了 vector，也称为“拷贝初始化”
可以用小括号表示初始化 vector 的长度，并且可以给所有元素指定相同的初始值；这种方式叫做“直接初始化”

（2）访问元素

　　vector 是包含了数据对象的“容器”，在这个容器集合中，每个数据对象都会有一个编号，用来做方便快速的访问；这个编号就是“索引”( index)。同样可以用下标操作符来获取对应索引的元素，这一点跟数组非常相似。

cout << "v5[2] = " << v5[2] << endl;
v5[4] = 66;

// v5[5] = 123; // 严重错误！不能越界访问索引

需要注意：

vector 内元素的索引，也是从 0 开始
vector 索引最大值为（vector 长度 -1），不能越界访问；如果直接越界访问并赋值，有可能导致非常严重的后果，出现安全问题

（3）遍历所有元素

　　vector 中有一个可以调用的函数 size()，只要调用它就能直接得到 vector 的长度（即元素个数）：

cout << v5.size() << endl;

　　调用的方式是一个 vector 对象后面跟上一个点，再跟上 size()。这种基于对象来调用的函数叫做“成员函数”。这样我们就可以非常方便地用 for 循环遍历元素：

 for(int i = 0; i < v5.size(); i++)
     out << v5[i] << "\t";

　　当然，用范围 for 循环同样非常简单：

for (int num: v5)
    cout << num << "\t";

（4）添加元素

　　vector 的长度并不是固定的，所以可以向一个定义好的 vector 添加元素。

 // 在定义好的vector中添加元素
 v5.push_back(69);

 for (int num: v5)
    cout << num << "\t";

　　这里的 push_back 同样是一个成员函数，调用它的时候在小括号里传入想要添加的数值，就可以让 vector 对象中增加一个元素了。

　　这就使得我们在创建 vector 对象时不需要知道元素个数，使用更加灵活，避免了数组中的缺陷。

　　下面的代码创建了一个空 vector，并使用添加元素的方式给它赋值为倒序的10~1：

vector<int> vec;

for (int i = 10; i > 0; i--)
    {
        vec.push_back(i * 2 + 1)
    }

for (int num: vec)
        cout << num << "\t";

vector 和数组的区别

数组是更加底层的数据类型；长度固定，功能较少，安全性没有保证；但性能更好，运行更高效
vector是模板类，是数组的上层抽象；长度不定，功能强大；缺点是运行效率较低

　　除了 vector 之外，C++ 11 还新增了一个 array 模板类，它跟数组更加类似,长度是固定的，但更加方便、更加安全。所以在实际应用中，一般推荐对于固定长度的数组使用 array，不固定长度的数组使用 vector。

学习链接

复合数据类型_模板类vector