如何将C++ STL中的vector容器实现改写为长尾？

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一、vector基本概念及功能：vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组。与普通数组不同的是，vector可以动态扩展。

二、vector与普通数组的区别：vector与普通数组的主要区别在于：

1. 存储空间：数组是静态空间，大小在创建时确定，不能动态扩展；而vector是动态空间，可以根据需要动态扩展。

2. 扩展方式：数组扩展需要重新分配内存，复制数据，效率较低；而vector在内部维护一个增长策略，当需要扩展时，只需分配新的内存，并复制数据即可。

3. 性能：由于vector采用动态空间，其性能在某些情况下可能优于数组。但在频繁的插入和删除操作中，数组可能更优。

一、vector基本概念

功能：

vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组

vector与普通数组的区别：

不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展

动态扩展：

并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，将原数据拷贝到新空间，释放原空间

二、vector构造函数

功能描述：

• 创建vector容器

1、函数原型：

• vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
• vector(v.begin(), v.end()); //将v（begin(), end()）区间中的元素拷贝给本身。
• 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。

2、示例

//vector构造 void printVector(vector<int> v) { for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) { cout << *it << " "; } cout << endl; } void test01() { vector<int> v; //默认构造 for (int i = 0; i < 10;i++) { v.push_back(i); } printVector(v); //将v(begin(), end())区间中的元素拷贝给本身 vector<int> v1(v.begin(), v.end()); printVector(v1); //构造函数将n个elem拷贝给本身。 vector<int> v2(10,20); printVector(v2); //拷贝构造 vector<int> v3(v2); printVector(v3); } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }

三、vector赋值操作

功能描述：

• 给vector容器进行赋值

• vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符
• assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
• assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

//vector赋值 void printVector(vector<int> v) { for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) { cout << *it << " "; } cout << endl; } void test01() { vector<int> v; for (int i = 0; i < 10; i++) { v.push_back(i); } printVector(v); //赋值 1、operator= vector<int> v1; v1 = v; printVector(v1); //2、assign区间 vector<int> v2; v2.assign(v.begin(),v.end()); printVector(v2); //3、assign多个重复 vector<int> v3; v3.assign(10,100); printVector(v3); } int main() { test01(); system("pause"); }

四、vector容量和大小

功能描述：

• 对vector容器的容量和大小操作

1、函数原型

• empty(); //判断容器是否为空
• capacity(); //容器的容量
• size(); //返回容器中元素的个数
• resize(int 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。
• resize(int 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

//vector的容量和大小 void printVector(vector<int>& v) { for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end();it++) { cout << *it << " "; } cout << endl; } void test01() { vector<int> v; for (int i = 0; i < 10;i++) { v.push_back(i); } printVector(v); if (v.empty()) { //为空返回true，否则返回false cout << "vector容器为空！" << endl; } else { cout << "vector不为空！" << endl; cout << "容量为：" << v.capacity() << endl; cout << "大小为：" << v.size() << endl; } v.resize(15);//更改容量为15，其后默认填充0 printVector(v); v.resize(20,100);//更改容量为15，指定填充100 printVector(v); v.resize(5); //小于，则发生截取 printVector(v); } int main() { test01(); system("pause"); }

五、vector插入和删除

功能描述：

• 对vector容器进行插入、删除操作

• push_back(ele); //尾部插入元素ele
• pop_back(); //删除最后一个元素
• insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
• insert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置pos插入count个元素ele
• erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素
• erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从start到end之间的元素
• clear(); //删除容器中所有元素

void printVector(vector<int>& v) { for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) { cout << *it << " "; } cout << endl; } //插入和删除 void test01() { vector<int> v1; //尾插 v1.push_back(10); v1.push_back(20); v1.push_back(30); v1.push_back(40); v1.push_back(50); printVector(v1); //尾删 v1.pop_back(); printVector(v1); //插入 v1.insert(v1.begin(), 100); printVector(v1); v1.insert(v1.begin(), 2, 1000); printVector(v1); //删除 v1.erase(v1.begin()); printVector(v1); //清空 //二者等价 v1.erase(v1.begin(), v1.end()); v1.clear(); printVector(v1); } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }

总结：

尾插 --- push_back

尾删 --- pop_back

插入 --- insert (位置迭代器)

删除 --- erase （位置迭代器）

清空 --- clear

六、vector数据存取

功能描述：

• 对vector中的数据的存取操作

2、函数原型

• at(int idx); //返回索引idx所指的数据
• operator[]; //返回索引idx所指的数据
• front(); //返回容器中第一个数据元素
• back(); //返回容器中最后一个数据元素

3、示例

void test() { vector<int> v; for (int i = 0; i < 10;i++) { v.push_back(i); } for (int i = 0; i < 10;i++) { cout << v[i] <<" "; } cout << endl; for (int i = 0; i < 10; i++) { cout << v.at(i) << " "; } cout << endl; cout << "第一个：" << v.front() << endl; cout << "最后一个：" << v.back() << endl; } int main() { test(); system("pause"); return 0; }

七、vector互换容器

功能描述：

• 实现两个容器内元素进行互换

1、函数原型

• swap(vec); // 将vec与本身的元素互换

//swap()互换 void myprint(vector<int> v) { for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end();it++) { cout << *it << " "; } cout << endl; } void test01() { vector<int> v; for (int i = 0; i < 10;i++) { v.push_back(i); } myprint(v); vector<int> v1; for (int i = 10; i> 0; i--) { v1.push_back(i); } myprint(v1); v.swap(v1); //交换 myprint(v); myprint(v1); } //实际引用—收缩容器 void test02() { vector<int> v; for (int i = 0; i < 100000;i++) { v.push_back(i); } cout << "v的容量：" << v.capacity()<<endl; cout << "v的大小：" << v.size() << endl; v.resize(3); // 更改大小 cout << "v的容量：" << v.capacity() << endl; cout << "v的大小：" << v.size() << endl; //创建一个匿名对象，用v,赋值，调用容器交换，实现收缩 vector<int>(v).swap(v); //通过交换，收缩容器 cout << "v的容量：" << v.capacity() << endl; cout << "v的大小：" << v.size() << endl; } int main() { test01(); test02(); }

总结：swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩效果！

八、vector预留空间

功能描述：

• 减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

• reserve(int len);//容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。

2、示例

//reserve（）预留空间 void test01() { vector<int> v; v.reserve(100000); //预留空间100000 int num = 0;//容器开辟次数 int* p = NULL; for (int i = 0; i < 100000;i++) { v.push_back(i); if (p != &v[0]) { p = &v[0]; num++; } } cout << "开辟次数:" << num << endl; } int main() { test01(); }

预留前：

预留后：

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