C++回顾（二十）—— vector容器 和 deque容器

20.1 vector容器

20.1.1 vector容器简介

• vector是将元素置于一个动态数组中加以管理的容器。
• 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）。
• 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

20.1.2 vector容器的构造

（1）默认构造

vector采用模板类实现，vector对象的默认构造形式
vector vecT;

class CA
{
};
vector<CA*> vecpCA; //用于存放CA对象的指针的vector容器。
vector 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。

（2）有参构造

• 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

20.1.3 vector的赋值

• 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（直接是两个容器互换）。

20.1.4 vector的大小

• 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。

20.1.5 vector的数据存取

• 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（但是我运行的时候好像也没有报错）

20.1.6 迭代器

（1）迭代器基本原理

• 迭代器是一个“可遍历STL容器内全部或部分元素”的对象。
• 迭代器指出容器中的一个特定位置。
• 迭代器就如同一个指针。
• 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。

这里大概介绍一下迭代器的类别：

• 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。

• 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。

• 正向迭代器（最为常用）：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。

• 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。

• 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。
  
  
  

完整示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;int main()
{int data[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};vector<int> v1;     //创建数组对象（模板类）   无参构造函数vector<int> v2(data, data + 10);     //左闭右开  有参构造函数vector<int> v3(10, 1);v1.resize(10);        //扩充容量for (int i = 0; i < v1.size(); i++){v1[i] = i;           //重载了下标运算符}for (int i = 0; i < v2.size(); i++){cout << v2.at(i) << " ";}cout << endl;//正向迭代器(最常用)for (vector<int>::iterator it = v3.begin(); it != v3.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;//反向迭代器for (vector<int>::reverse_iterator rit = v2.rbegin(); rit != v2.rend(); rit++){cout << *rit << " ";}cout << endl;//只读迭代器for (vector<int>::const_iterator cit = v2.begin(); cit != v2.end(); cit++){//(*cit)++;   //只能访问不能修改cout << *cit << " ";}cout << endl;return 0;
}

运行结果：

（2）双向迭代器与随机访问迭代器

• 向迭代器支持的操作：
  it++, ++it, it–, --it，*it， itA = itB，
  itA == itB，itA != itB
  其中list,set,multiset,map,multimap支持双向迭代器。

• 随机访问迭代器支持的操作：
  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。
  其中vector，deque支持随机访问迭代器。

20.1.7 vector的插入

注意：下面说的位置，都是 迭代器 ，而不是 数值

• 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
• vector.push_back(elem); // 在容器末尾插入一个元素 elem

20.1.8 vector的删除

• 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。
• vec.pop_back(); // 删除容器尾部的元素

示例代码：

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <vector>using namespace std;int main()
{const char *str = "this is ";const char *s = "helloworld";vector<char> v(s, s + strlen(s));for (vector<char>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it;}cout << endl;v.insert(v.begin(), 'x');for (vector<char>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it;}cout << endl;v.insert(v.end(), 5, 'x');for (vector<char>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it;}cout << endl;v.insert(v.begin(), str, str + strlen(str));for (vector<char>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it;}cout << endl;v.erase(v.end() - 5, v.end()); // 删除一个区间for (vector<char>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it;}cout << endl;v.erase(v.begin() + 8);  // 删除一个位置for (vector<char>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it;}cout << endl;cout << "**********************" << endl;vector<int> a;for (int i = 0; i < 10; ++i) {a.push_back(i * i);}cout << a.size() << endl;vector<int>::iterator pos = a.insert(a.begin() + 1, 200);cout << *pos << endl;for (vector<int>::iterator it = a.begin(); it != a.end(); ++it) {cout << *it << " ";}cout << endl;return 0;
}

运行结果：

20.2 deque容器

20.2.1 deque简介

• 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。

• 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。

• 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，这个等下会详讲）。

• 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。

• 添加头文件：#include <deque>

20.2.2 deque容器的构造

（1）默认构造

• deque采用模板类实现，deque对象的默认构造形式：deque deqT;
  deque <int> deqInt; //一个存放int的deque容器。
  deque <float> deqFloat; //一个存放float的deque容器。
  deque <string> deqString; //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。

（2）有参构造

• 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。

20.2.3 deque末尾的添加移除操作

• 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

20.2.4 deque的数据存取

• 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

20.2.5 deque与迭代器

• 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。
  

20.2.6 deque的赋值

• 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c

20.2.7 deque的大小

• 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。

示例代码：

#include <deque>
#include <iostream>using namespace std;int main()
{int data[5] = {1, 2, 3, 4, 5};deque<int> d1;deque<int> d2(data, data + 5);deque<int> d3(10, 1);for (deque<int>::iterator it = d2.begin(); it != d2.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;d2.push_back(6);    //结尾添加元素d2.push_front(0);   //开头添加元素for (deque<int>::iterator it = d2.begin(); it != d2.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;d2.pop_back();d2.pop_front();for (deque<int>::iterator it = d2.begin(); it != d2.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;d2.front() = 1000;d2.back() = 1000;for (deque<int>::iterator it = d2.begin(); it != d2.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;deque<int>::iterator it = d2.erase(d2.begin());   //返回下一个元素的位置cout << *it << endl;return 0;
}

运行结果：

20.2.8 deque的插入

• 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

20.2.9 deque的删除

• 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。

示例代码：

#include <iostream>
#include <deque>using namespace std;int main()
{int data[10] = {2, 1, 3, 3, 4, 9, 0, 7, 3, 3}; deque<int> d(data, data + 10);for (deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end();){if (*it == 3){it = d.erase(it);}else{it++;}}for (deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++){cout << *it << " " ;}cout << endl;return 0;
}

运行结果：