20. C++ vector容器类

vector 是顺序容器的一种。vector 是可变长的动态数组，支持随机访问迭代器，所有 STL 算法都能对 vector 进行操作。要使用 vector，需要包含头文件 vector。

在 vector 容器中，根据下标随机访问某个元素的时间是常数，在尾部添加一个元素的时间大多数情况下也是常数，总体来说速度很快。在中间插入或删除元素时，因为要移动多个元素，因此速度较慢，平均花费的时间和容器中的元素个数成正比。

在 vector 容器中，用一个动态分配的数组来存放元素，因此根据下标访问某个元素的时间是固定的，与元素个数无关。

vector 容器在实现时，动态分配的存储空间一般都大于存放元素所需的空间。例如，哪怕容器中只有一个元素，也会分配 32 个元素的存储空间。这样做的好处是，在尾部添加一个新元素时不必重新分配空间，直接将新元素写入适当位置即可。在这种情况下，添加新元素的时间也是常数。但是，如果不断添加新元素，多出来的空间就会用完，此时再添加新元素，就不得不重新分配内存空间，把原有内容复制过去后再添加新的元素。碰到这种情况，添加新元素所花的时间就不是常数，而是和数组中的元素个数成正比。

至于在中间插入或删除元素，必然涉及元素的移动，因此时间不是固定的，而是和元素个数有关。

vector成员函数.png

vector 的基本用法:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

template <class T>
void showVector(const vector <T> & v)
{   //用于输出vector容器的全部元素的函数模板
    //class也可以写为typename 用来说明 vector <T>::const_iterator 是一个类型
    //在 Visual Studio 中不写也可以
    class vector <T>::const_iterator i;

    for (i = v.begin(); i != v.end(); ++i){
        cout << *i << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    vector <int> v(a, a + 5);  //将数组a的内容放入v
    cout << v.end() - v.begin() << endl;  //两个随机迭代器可以相减，输出：5
    showVector(v);  //输出：1 2 3 4 5

    v.insert(v.begin() + 2, 13);  //在 begin()+2 位置插人 13
    showVector(v);  //输出：1 2 13 3 4 5

    v.erase(v.begin() + 2);  //删除位于 begin()+2 位置的元素
    showVector(v);  //输出：1 2 3 4 5

    vector<int> v2(4, 100);  //v2 有 4 个元素，都是 100
    v2.insert(v2.begin(), v.begin() + 1, v.begin() + 3);  //将v的一段插入v2开头
    showVector(v2);  //输出：v2:2 3 100 100 100 100

    v.erase(v.begin() + 1, v.begin() + 3);  //删除 v 上的一个区间，即 [2,3]
    showVector(v);  //输出：1 4 5

    return 0;
}

运行结果.png

vector 可变长的二维数组：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{   
    vector<vector<int> > v(3); //v有3个元素，每个元素都是vector<int> 容器
    for(int i = 0;i < v.size(); ++i){
        for(int j = 0; j < 4; ++j){
            v[i].push_back(j);
        }
    }
    for(int i = 0;i < v.size(); ++i) {
        for(int j = 0; j < v[i].size(); ++j){
            cout << v[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    return 0;
}

运行结果.png

利用vector模拟用户登录：
简单测试Demo

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

class User
{
public:
    User(string u, string w):userName(u),passWord(w){}
    bool operator ==(const User & u);

private:
    string userName;
    string passWord;
};

bool User::operator ==(const User & u)
{
    return (userName == u.userName) && (passWord == u.passWord);

}

int main()
{
    vector<User> v;
    v.push_back(User("哈哈", "123"));
    v.push_back(User("呵呵", "123"));
    v.push_back(User("嘿嘿", "123"));

    string uname;
    string pword;
    cin >> uname >> pword;

    User u(uname, pword);


    vector<User>::iterator it;
    for(it = v.begin(); it != v.end(); it++){
    if(u == *it){
        cout << "登陆成功" << endl;
        break;
    }else{
        cout << "登陆失败" << endl;
        break;
    }
}


return 0;
}

改进版（面向对象方式）

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

class User
{
public:
    User(string u, string w):userName(u),passWord(w){}
    bool operator ==(const User & u);

private:
    string userName;
    string passWord;
};

bool User::operator ==(const User & u)
{
    return (userName == u.userName) && (passWord == u.passWord);

}

class Login{
public:
    bool login(User & u, vector<User> & v);//判断登陆是否成功
    User input();
};

User Login::input()
{
    string uname, pword;
    cin >> uname >> pword;
    User u(uname, pword);
    return u;
}

bool Login::login(User & u, vector<User> & v)
{
    vector<User>::iterator it;
    for(it = v.begin(); it != v.end(); it++){
        if(u == *it){
            return true;
        }else{
            return false;
        }
    }
}

int main()
{
    vector<User> v;
    v.push_back(User("哈哈", "123"));
    v.push_back(User("呵呵", "123"));
    v.push_back(User("嘿嘿", "123"));

    Login l;    
    User u = l.input();

    if(l.login(u, v)){
        cout << "登陆成功" << endl;
    }else{
        cout << "登陆失败" << endl;
    }
    return 0;
}