Как использовать вектор C ++

Вступление

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 образуют стандартную библиотеку C ++. Одна из этих библиотек - это библиотека контейнеров. Контейнер - это набор объектов, и с коллекцией могут выполняться 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, похожие на массивы), 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, то 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 - 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:

#включать

После включения заголовка все векторные функции (элементы данных и функции-члены) становятся доступными. Чтобы использовать объект счетчика для вывода данных на терминал (консоль), необходимо также включить заголовок объекта. Чтобы написать программу с вектором, как минимум должны быть включены следующие заголовки:

#включать
#включать

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 необязательно, так как 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 vtr (8);

Здесь вектор принадлежит специальной функции-конструктору. Тип данных, которые будет содержать вектор, - "int" в угловых скобках. Термин «vtr» - это имя, выбранное программистом для вектора. Наконец, «8» в круглых скобках - это предварительное количество целых чисел, которые вектор будет иметь.

Термин «std» означает стандартное пространство имен. В этом контексте за этим термином 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:

#включать
#включать
используя пространство имен 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:

вектор название

Это создает вектор нулевой длины и типа «T.Следующий оператор создает вектор нулевой длины типа «float» с именем «vtr»:

вектор vtr;

вектор имя (п)

Это создает вектор с n элементами типа «T.”Оператор для этого вектора с четырьмя элементами с плавающей запятой выглядит следующим образом:

вектор vtr (4);

вектор имя (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:

вектор vtr (5, 3.4);

Конструирование с инициализацией

Вектор может быть сконструирован (создан) и инициализирован одновременно одним из следующих двух способов:

вектор vtr = 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;

Или же

вектор 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:

вектор vtr (1.1, 2.2, 3.3, 4.4);

Вектор может быть сконструирован и инициализирован позже с помощью списка инициализаторов. В этом случае круглые скобки использоваться не будут:

вектор 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:

вектор vtr1 (5, 3.4);
вектор vtr2 (vtr1);

Назначение вектора во время строительства

Во время построения может быть создан пустой вектор, в то время как ему назначен другой, следующим образом:

вектор vtr1 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
вектор vtr2 = vtr1;

Второй оператор эквивалентен:

вектор vtr2 = 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;

const Вектор

Константный вектор - это вектор, элементы которого не могут быть изменены. Значения в этом векторе доступны только для чтения. При создании вектор выглядит следующим образом:

вектор const vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;

В этом векторном типе ни один элемент не может быть добавлен или удален. Кроме того, значение нельзя изменить.

Конструирование с помощью итератора

Шаблон предоставляет общее представление для типа данных. Итератор обеспечивает общее представление сканирования значений контейнера. Синтаксис для создания вектора с итератором следующий:

шаблон
вектор (сначала InputIterator, последним InputIterator, 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 обработано автоматически.

Емкость вектора

size_type capacity () const noexcept

Общее количество элементов, которые вектор может содержать без необходимости перераспределения, возвращается функцией-членом емкости. Сегмент кода для этого выглядит следующим образом:

вектор vtr (4);
int число = vtr.вместимость();
cout << num << '\n';

Выход 4.

резерв (n)

Пространство памяти не всегда доступно. Дополнительное место можно зарезервировать заранее. Рассмотрим следующий фрагмент кода:

вектор vtr (4);
vtr.резерв (6);
cout << vtr.capacity() << '\n';

Выход 6. Таким образом, зарезервированное дополнительное пространство составляет 6-4 = 2 элемента. Функция возвращает void.

size () const noexcept

Это возвращает количество элементов в векторе. Следующий код иллюстрирует эту функцию:

вектор vtr (4);
поплавок sz = vtr.размер();
cout << sz << '\n';

Выход 4.

Уменьшать до размеров()

После предоставления дополнительной емкости вектору с помощью функции Reserve () размер вектора можно уменьшить, чтобы он соответствовал его исходному размеру. Следующий код иллюстрирует это:

вектор vtr (4);
vtr.резерв (6);
vtr.Уменьшать до размеров();
int sz = vtr.размер();
cout << sz << '\n';

На выходе будет 4, а не 6. Функция возвращает void.

изменить размер (sz), изменить размер (sz, c)

Это изменяет размер вектора. Если новый размер меньше старого, то элементы ближе к концу стираются. Если новый размер больше, то в конце добавляется какое-то значение по умолчанию. Чтобы добавить определенную ценность, используйте функцию resize () с двумя аргументами. Следующий фрагмент кода иллюстрирует использование этих двух функций:

вектор vtr1 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
vtr1.изменить размер (2);
cout << "New size of vtr1: " << vtr1.size() << '\n';
вектор vtr2 1.1, 2.2;
vtr2.изменить размер (4, 8.8);
cout << "vtr2: "<< vtr2[0] <<" "<< vtr2[1] <<"
"<< vtr2[2] <<" "<< vtr2[3] << '\n';

Результат следующий:

Новый размер vtr1: 2
vtr2: 1.1 2.2 8.8 8.8

Функции возвращают void.

пустой () 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:

вектор vtr;
cout << vtr.empty() << '\n';
вектор vt (4);
cout << vt.empty() << '\n';
вектор 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^th индекс вектора. Следующий код выводит 3.3 для приведенного выше вектора:

вектор 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:

вектор const vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
float fl = vtr [2];
cout << fl << '\n';

Выражение возвращает постоянную ссылку на i^th элемент вектора.

Присвоение значения с помощью нижнего индекса

Значение может быть присвоено непостоянному вектору следующим образом:

вектор vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
vtr [2] = 8.8;
cout << vtr[2] << '\n';

Выход 8.8.

vectorName.в (я)

«VectorName».at (i) »похож на« vectorName [i] », но« vectorName.at (i) »более надежен. Следующий код показывает, как следует использовать этот вектор:

вектор vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
float fl = vtr.в (2);
cout << fl << '\n';
at () - векторная функция-член.

vectorName.at (i) const

«VectorName».at (i) const »аналогичен« 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:

вектор const vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
float fl = vtr.в (2);
cout << fl << '\n';
at () const - функция-член вектора.

Присвоение значения с помощью функции at ()

Значение может быть присвоено непостоянному вектору с помощью функции at () следующим образом:

вектор vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
vtr.при (2) = 8.8;
cout << vtr[2] << '\n';

Выход 8.8.

Проблема с подпрограммами

Проблема с подпрограммами (индексированием) заключается в том, что если индекс выходит за пределы допустимого диапазона, может быть возвращен ноль или может возникнуть ошибка во время выполнения.

фронт()

Это возвращает ссылку на первый элемент вектора без удаления элемента. Результатом следующего кода является 1.1.

вектор vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
float fl = vtr.фронт();
cout << fl << '\n';

Элемент не удаляется из вектора.

фронт () const

Когда конструкции вектора предшествует const, выражение «front () const» выполняется вместо «front ().”Это используется в следующем коде:

вектор const vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
float fl = vtr.фронт();
cout << fl << '\n';

Возвращается постоянная ссылка. Элемент не удаляется из вектора.

назад()

Это возвращает ссылку на последний элемент вектора без удаления элемента. На выходе следующего кода будет 4.4.

вектор vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
float fl = vtr.назад();
cout << fl << '\n';

назад () const

Когда конструкции вектора предшествует const, выражение «back () const» выполняется вместо «back ().”Это используется в следующем коде:

вектор const vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
float fl = vtr.назад();
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 функциональных возможностей, чем указатель.

begin () noexcept

Возвращает итератор, указывающий на первый элемент вектора, как в следующем сегменте кода:

вектор vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
вектор:: итератор iter = vtr.начинать();
cout << *iter << '\n';

Выход 1.1. Обратите внимание, что объявление, которое получает итератор, было объявлено. Итератор разыменовывается в возвращаемом выражении, чтобы получить значение 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:

вектор const vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
вектор:: const_iterator iter = vtr.начинать();
cout << *iter << '\n';

Выход 1.1. Обратите внимание, что на этот раз был использован «const_iterator» вместо простого «итератора» для получения возвращенного итератора.

конец () noexcept

Возвращает итератор, который указывает сразу за последним элементом вектора. Рассмотрим следующий фрагмент кода:

вектор vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
вектор:: итератор iter = vtr.конец();
cout << *iter << '\n';

Результатом будет 0, что бессмысленно, поскольку за последним элементом нет конкретного элемента.

конец () 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:

вектор const vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
вектор:: const_iterator iter = vtr.конец();
cout << *iter << '\n';

На выходе 0. Обратите внимание, что на этот раз был использован «const_iterator» вместо простого «итератора» для получения возвращенного итератора.

Обратная итерация

Возможен итератор, который выполняет итерацию от конца до самого первого элемента.

rbegin () noexcept

Возвращает итератор, указывающий на последний элемент вектора, как в следующем сегменте кода:

вектор vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
вектор:: reverse_iterator rIter = vtr.rbegin ();
cout << *rIter << '\n';

Выход 4.4.

Обратите внимание, что объявление, которое получает обратный итератор, было объявлено. Итератор разыменовывается в возвращаемом выражении, чтобы получить значение 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:

вектор const vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
вектор:: 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:

вектор vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
вектор:: reverse_iterator rIter = vtr.rend ();
cout << *rIter << '\n';

Результатом будет 0, что бессмысленно, 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:

вектор const vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
вектор:: const_reverse_iterator rIter = vtr.rend ();
cout << *rIter << '\n';

На выходе 0.

Векторные модификаторы

Модификатор, изменяющий вектор, может принимать или возвращать итератор.

а.разместить (p, args)

Вставляет объект типа T, созданный с помощью std :: forward(аргументы)… перед p.

Подробнее - см. Позже

вставить (iteratorPosition, значение)

Вставляет копию значения в позицию итератора вектора. Возвращает итератор (позицию) в векторе, куда была помещена копия. Следующий код показывает, где было размещено значение:

вектор vtr 10, 20, 30, 40;
вектор:: итератор iter = vtr.начинать();
++iter;
++iter;
vtr.вставить (iter, 25);
cout << vtr[1] << " << vtr[2]<< '
' << vtr[3] << '\n';

Вывод: 20 25 30.

Обратите внимание, что итератор был расширен (увеличен) так же, как указатель.

Также можно вставить список инициализаторов, как показано в следующем коде:

вектор vtr 10, 20, 30, 40;
вектор:: итератор iter = vtr.начинать();
++iter;
++iter;
vtr.вставить (iter, 25, 28);
cout << vtr[1] << " << vtr[2]<< '
' << vtr[3]<< " << vtr[4] << '\n';

Вывод: 20 25 28 30.

стереть (положение)

Удаляет элемент в позиции, на которую указывает итератор, затем возвращает позицию итератора. Следующий код иллюстрирует это:

вектор vtr 10, 20, 30, 40;
вектор:: итератор iter = vtr.начинать();
++iter;
++iter;
vtr.стереть (итер);
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:

вектор 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): - см. позже.

pop_back ()

Удаляет последний элемент, не возвращая его. Размер вектора уменьшен на 1. Следующий код иллюстрирует это:

вектор vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
vtr.pop_back ();
поплавок sz = vtr.размер();
cout << sz << '\n';

Выход 3.

а.своп (б)

Два вектора можно поменять местами, как показано в следующем фрагменте кода:

вектор vtr1 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
вектор vtr2 10, 20;
vtr1.своп (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, у которых не было замен, заменяются некоторым значением по умолчанию.

Чисто()

Удаляет все элементы из вектора, как показано в следующем сегменте кода:

вектор vtr 1.1, 2.2, 3.3, 4.4;
vtr.Чисто();
cout << vtr.size() << '\n';

На выходе 0.

Операторы равенства и отношения для векторов

Оператор ==

Возвращает 1 для истины, если два вектора имеют одинаковый размер и соответствующие элементы равны; в противном случае он возвращает 0 для false. Например:

вектор U 1, 2, 3;
вектор V 4, 5, 6;
bool bl = U == V;
cout << bl << '\n';

На выходе 0.

В != Оператор

Возвращает 1 для истины, если два вектора не имеют одинакового размера и / или соответствующие элементы не равны; в противном случае он возвращает 0 для false. Например:

вектор U 1, 2, 3;
вектор V 4, 5, 6;
bool bl = U!= V;
cout << bl << '\n';

Выход 1.

В < 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:

вектор U 3, 1, 1;
вектор V 3, 2, 1;
bool bl = Ucout << bl << '\n';

Выход 1. < does not include the case when the size and order are the same.

Оператор>

Возврат !(U < V), where U is the first vector and V is the second vector, according to the above definitions.

В <= Operator

Возвращает U <= V, where U is the first vector and V is the second vector, according to the above definitions.

Оператор> =

Возврат !(U <= V), where U is the first vector and V is the second vector, according to the above definitions.

Заключение

Вектор - это пример контейнера последовательности. Вектор - это «лучшая» форма 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, то 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.