C++学习笔记（十九）
一、vector容器
1. 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，耳罩寻找更大的内存空间，然后将原数据拷贝到新空间，释放原空间
2. vector构造函数
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
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void printVector(vector<int>&v)
{
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
// 1. 默认构造 无参构造
vector<int>v1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
// 2. 通过区间方式构造
vector<int>v2(v1.begin(), v1.end());
printVector(v2);
// 3. n个elem方式构造
vector<int>v3(10, 100);
printVector(v3);
// 4. 拷贝构造
vector<int>v4(v3);
printVector(v4);
}
int main(int argc, char* argv[])
{
test01();
return 0;
}3. vector赋值操作
函数原型：
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
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void printVector(vector<int>&v)
{
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
vector<int>v1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
// 1. 等号赋值
vector<int>v2;
v2 = v1;
printVector(v2);
// 2. 区间赋值
vector<int>v3;
v3.assign(v1.begin(), v1.end());
printVector(v3);
// 3. n个elem赋值
vector<int>v4;
v4.assign(10, 100);
printVector(v4);
}
int main(int argc, char* argv[])
{
test01();
return 0;
}4. vector容量和大小
对vector容器的容量和大小操作
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
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void printVector(vector<int>& v)
{
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
vector<int>v1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
if (v1.empty())
{
cout << "v1为空..." << endl;
}
else
{
cout << "v1不为空..." << endl;
cout << "v1的容量为:" << v1.capacity() << endl;
cout << "v1的元素个数为:" << v1.size() << endl;
}
v1.resize(16);
printVector(v1);
cout << "v1的容量为:" << v1.capacity() << endl;
cout << "v1的元素个数为:" << v1.size() << endl;
v1.resize(20,100);
printVector(v1);
cout << "v1的容量为:" << v1.capacity() << endl;
cout << "v1的元素个数为:" << v1.size() << endl;
v1.resize(5);
printVector(v1);
cout << "v1的容量为:" << v1.capacity() << endl;
cout << "v1的元素个数为:" << v1.size() << endl;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
test01();
return 0;
}5. vector插入和删除
函数原型：
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
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void printVector(vector<int>& v)
{
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
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);
// 遍历
printVector(v1);
// 尾删
v1.pop_back();
v1.pop_back();
printVector(v1);
// 插入
v1.insert(v1.begin(), 100);
printVector(v1);
v1.insert(v1.begin(), 2, 66);
printVector(v1);
// 删除
v1.erase(v1.begin());
printVector(v1);
v1.erase(v1.begin(), v1.begin()+2);
printVector(v1);
// 清空
v1.clear();
printVector(v1);
}
int main(int argc, char* argv[])
{
test01();
return 0;
}6. vector数据存取
函数原型：
at(int idx);? ? ? ? // 返回索引idx所指的数据
operator[idx];? ? ? ? // 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
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void printVector(vector<int>& v)
{
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
vector<int>v1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
// 通过[]访问元素
for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
{
cout << v1[i] << " ";
}
cout << endl;
// 通过at访问元素
for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
{
cout << v1.at(i) << " ";
}
cout << endl;
cout << "第一个元素为:" << v1.front() << endl;
cout << "最后一个元素为:" << v1.back() << endl;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
test01();
return 0;
}7. vector互换容器
函数原型：
swap(vec);? ? ? ? // 将vec与本身的元素互换
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void printVector(vector<int>& v)
{
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
vector<int>v1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
vector<int>v2;
v2.assign(10, 10);
cout << "交换前:" << endl;
cout << "v1:" << " ";
printVector(v1);
cout << "v2:" << " ";
printVector(v2);
v1.swap(v2);
cout << "交换前:" << endl;
cout << "v1:" << " ";
printVector(v1);
cout << "v2:" << " ";
printVector(v2);
}
// 实际用途(巧用swap可以收缩内存空间)
void test02()
{
vector<int>v1;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
v1.push_back(i);
}
cout << "v1的容量是:" << v1.capacity() << endl;
cout << "v1的大小是:" << v1.size() << endl;
v1.resize(3);
cout << "v1的容量是:" << v1.capacity() << endl;
cout << "v1的大小是:" << v1.size() << endl;
// 巧用swap收缩内存
vector<int>(v1).swap(v1);
cout << "v1的容量是:" << v1.capacity() << endl;
cout << "v1的大小是:" << v1.size() << endl;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
test01();
test02();
return 0;
}vector<int>(v1).swap(v1);
v1在resize后，容量非常大，元素个数只有3
vector<int>(v1) ——> 利用v1目前的元素个数初始化一个匿名对象
swap(v1) ——> 指针的交换，v1指向匿名对象，匿名对象指向v1，当前行执行结束就会自动回收
总结：swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果
8. vector预留空间
减少vector在动态扩展容量时的扩展次数
函数原型：
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
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void printVector(vector<int>& v)
{
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
vector<int>v1;
// 统计开辟次数
int num = 0;
int* p = NULL;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
v1.push_back(i);
if (p != &v1[0])
{
p = &v1[0];
num++;
}
}
cout << "test01中num:" << num << endl;
}
void test02()
{
vector<int>v1;
// 统计开辟次数
v1.reserve(100000);
int num = 0;
int* p = NULL;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
v1.push_back(i);
if (p != &v1[0])
{
p = &v1[0];
num++;
}
}
cout << "test02中num:" << num << endl;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
test01();
test02();
return 0;
}总结：如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间
二、deque容器
1. deque基本概念
功能：双端数组，可以对头端进行插入删除操作
deque和vector区别：1）vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2）deque相对而言，对头部的插入删除速度会比vector快
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3）vector访问元素时的速度会比deque快，这和两者内部实现有关?
deque内部工作原理：
deque内部有个中控器?，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据
中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时想一片连续的内存空间
deque容器的迭代器也是支持随机访问的
2. deque构造函数
函数原型：
deque<T> deqT;? ? ? ? // 默认构造形式
deque(beg,end);? ? ? ? // 构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身
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
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
{
// *it = 100; 报错：const只读
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
deque<int>d1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
d1.push_back(i);
}
printDeque(d1);
deque<int>d2(d1.begin(), d1.end());
printDeque(d2);
deque<int>d3(10, 100);
printDeque(d3);
deque<int>d4(d3);
printDeque(d4);
}
int main(int argc, char* argv[])
{
test01();
return 0;
}3. deque赋值操作
函数原型：
deque& operator=(const deque &deq);? ? ? ? // 冲澡等号操作符
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拷贝复制给本身
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
deque<int>d1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
d1.push_back(i);
}
printDeque(d1);
deque<int>d2;
d2 = d1;
printDeque(d2);
deque<int>d3;
d3.assign(d2.begin(), d2.end());
printDeque(d3);
deque<int>d4;
d4.assign(10, 100);
printDeque(d4);
}
int main(int argc, char* argv[])
{
test01();
return 0;
}4. deque大小操作
函数原型：
deque.empty();? ? ? ? // 判断容器是否为空
deque.size();? ? ? ? // 返回容器中元素的个数
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
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
deque<int>d1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
d1.push_back(i);
}
printDeque(d1);
if (d1.empty())
{
cout << "d1为空..." << endl;
}
else
{
cout << "d1不为空..." << endl;
cout << "d1中元素的个数为:" << d1.size() << endl;
}
d1.resize(15);
printDeque(d1);
d1.resize(20,100);
printDeque(d1);
d1.resize(5);
printDeque(d1);
}
int main(int argc, char* argv[])
{
test01();
return 0;
}5. deque插入和删除
函数原型：
两端插入操作：
push_back(elem);? ? ? ? // 在容器尾部添加一个数据
push_front(elem);? ? ? ? // 在容器头部添加一个数据
pop_back();? ? ? ? // 删除容器最后一个数据
pop_front();? ? ? ? // 删除容器第一个数据
指定位置操作：
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
insert(pos, n, elem);? ? ? ? // 在pos位置插入n个elem数据，无返回值
insert(pos, beg, end);? ? ? ? // 在pos位置插入[beg, end)区间的数据，无返回值
clear();? ? ? ? // 清空容器的所有数据
erase(beg, end);? ? ? ? // 删除[beg, end)区间的数据，返回下一个数据的位置
erase(pos);? ? ? ? // 删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置
6. deque数据存取
at(int idx);? ? ? ? // 返回索引idx所指的数据
operator[idx];? ? ? ? // 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
7. deque排序
算法：
使用时需要包含头文件：#include <algorithm>
sort(iterator beg, iterator end)? ? ? ? // 对beg和end区间内元素进行排序(默认从小到大)
对于支持随机访问的迭代器的容器，都可以利用sort算法直接对其进行排序
#include <iostream>
#include <deque>
#include <stdlib.h>
#include <algorithm>
using namespace std;
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
deque<int>d1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
d1.push_back(rand()%100);
}
cout << "排序前:";
printDeque(d1);
cout << endl;
cout << "排序后:";
sort(d1.begin(), d1.end());
printDeque(d1);
cout << endl;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
test01();
return 0;
}三、STL案例
1. 案例描述
有五名选手：选手ABCDE，10个评委分别对每一名选手打分，去除最高分和最低分，取平均分
2. 实现步骤
1）创建五名选手，放到vector中
2）遍历vector容器，取出来每一个选手，执行for循环，把十个评分存到deque容器中
3）sort算法对deque容器中分数排序，去除最高分和最低分
4）deque容器遍历，计算总分
5）获取平均分
3. 代码实现
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <deque>
#include <algorithm>
#include <ctime>
using namespace std;
// 选手类
class Person
{
public:
Person(string name, float score)
{
this->m_Name = name;
this->m_Score = score;
}
string m_Name;
float m_Score;
};
// 创建选手
void createPerson(vector<Person>& v)
{
string nameSeed = "ABCDE";
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
string name = "选手";
name += nameSeed[i];
float score = 0;
Person p(name, score);
// 将创建好的选手对象放入容器
v.push_back(p);
}
}
void setScore(vector<Person>& v)
{
for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
// 将评委的分数放入deque容器中
deque<int>dscore;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
int score = rand() % 41 + 60; // 生成60-100的分数
dscore.push_back(score);
}
// 测试
/*cout << "姓名:" << (*it).m_Name << "分数:";
for (deque<int>::iterator dit = dscore.begin(); dit != dscore.end(); dit++)
{
cout << *dit << " ";
}
cout << endl;*/
// 排序
sort(dscore.begin(), dscore.end());
// 去掉最高分和最低分
dscore.pop_back();
dscore.pop_front();
// 获取平均分
int sum = 0;
for (deque<int>::iterator dit = dscore.begin(); dit != dscore.end(); dit++)
{
sum += *dit;
}
float average = sum / dscore.size();
// 将平均分赋值给选手
(*it).m_Score = average;
}
}
void showScore(vector<Person>& v)
{
for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << "姓名:" << (*it).m_Name << " " << "平均分" << (*it).m_Score << endl;
}
}
void test01()
{
// 随机数种子
srand((unsigned int)time(NULL));
// 1.创建五名选手
vector<Person>v;
createPerson(v);
// 测试
/*for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << "--------------" << endl;
cout << "姓名:" << (*it).m_Name << endl;
cout << "平均分:" << (*it).m_Score << endl;
}*/
// 2.给五名选手打分
setScore(v);
// 3.显示最后得分
showScore(v);
}
int main(int argc, char* argv[])
{
test01();
return 0;
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