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分类: C/C++

2013-06-21 09:45:11

第一部分 使用入门

vector可用于代替C中的数组,或者MFC中的CArray,从许多说明文档或者网上评论,一般一致认为应该多用vector,因为它的效率更高,而且具备很好的异常安全性。而且vectorSTL推荐使用的默认容器,除非你知道你有特殊需要,使用vector不能满足你的需求,例如需要容器在headtail高效的插入和删除,或者在任何位置高效的删除和插入操作,那么你可能使用deque或者list更加合适。

vector是连续内存容器,换句话说,标准要求所有标准库实现的时候,vector中的元素的内存必须是连续的。所以对于插入和删除的时间复杂度是很高的,因为删除或者插入的时候,需要元素的移动,即元素复制拷贝。

vector的内部实现一般需要用到placement new ,所以效率很高,因为很多的时候,只要我们是使用得到,就可以省去很多的内存分配开销。而且vector的使用,元素可以没有默认的构造函数,但是需要拷贝构造函数的存在,这是使用CArray所无法实现的。

使用原则:

1,尽量使用vector代替C风格的数组或者CArray

2,尽量使用算法代替手工写的循环;

3,尽量使用vector本身的函数代替其他泛型算法;

vector的接口很容易看懂和使用,这里以一些例子来说明vector的用法。

1,填充vector

如果我们想用原始数组的内容填充vector,那么于有很多种方式。我们来一次学习vector的几个方法。

例如我们有数组int  v1[10] = {0,1,0,0,3,0,0,4,4,4};

初始化方式1:

vector v2(10); //初始化size为10可以避免数组动态增长的时候不断的分配内存

//v2.reserve(10);//同上,只要使用其中一个就可以了

for( int i=0; i<10; i++ )

{

       v2.push_back(v1[i]);//增加一个元素

}

 

初始化方式2

vector v3(&v1[0],&v1[9]);//原始数组的元素指针可以作为迭代器来使用

 

初始化方式3

vector v4;

v4.reserve(10);

v4.insert(v4.begin(), &v1[0], &v[9]);

 

初始化方式4:

vector v5(10);

copy(v5.begin(), &v1[0], &v1[9]);

原始数组的元素指针可以作为迭代器来使用。

 

原则:尽量使用reserve来减少不必要的内存分配次数。

原则:尽量使用empty而不是size()==0 来判断容器是否为空

 

 

有可能我们需要在vector中插入相应的元素

vector::iterator i = find( v1.begin(), v1.end(), 3);

if( i !=  v1.end() )

{

       v1.insert( i, 6 );

}

 

2,遍历vector

例如有vector v1;

void  print( int  i)

{

       cout << i << endl;

}

方式1

for( int i=0; i

{

       print(v1[i]);

}

这种方式是我们最熟悉的,但是不够好,写起来不够简洁。而且对于没有随机迭代器的其他容器来说,这样做是办不到的。

 

方式2

typedef  vector:: iterator   VIntIterator;

VIntIterator  end = v1.begin();

for( VIntIterator  i=v1.begin(); i != end;  ++i )

{

     print( *i );

}

注意:先计算end有好处,因为不必要每次去重复计算end,vectorend()不是常数时间的,所以先缓存下来能提高效率。写算法的时候尽量使用!=比较迭代器,因为<对于很多非随机迭代器没有这个操作符。

但是这种方式也写起来比较繁琐。

方式3

for_each( v1.begin(),  v1.end(),  print );

使用算法写起来简单多了。

 

使用算法的时候,可以使用函数对象,例如

class OutPut

{

public:

       void operator ()( double  i )

       {

              std::cout <<  i;

}

}

for_each( v1.begin(), v1.end(), OutPut );

3vector中的删除

删除指定元素

vector  v1;

//….初始化代码

vector:: iterator  i = find( v1.begin(), v1.end(), 3.0 );

if(  i != v1.end() )

{

       v1.erase(i);

}

这样就真的删除了么指定的元素了么?没有。其实只是内部的元素作了移动,vector的删除的时间复杂度是很高的。所以选择容器的时候,如果需要频繁在中间插入和删除元素,那选择vector就会影响效率了。

注意:插入或者删除操作会使得迭代器失效。

 

原则:使用erase-remove惯用法删除元素

v1.erase( remove(v1.begin(), v1.end(), 3.0),  v1.end() );

 

4vector是否为空

在判断容器是否为空的时候,使用empty()来代替size()是否为了0的检查方式,因为empty更加高效时间复杂度是常数时间的,size()时间复杂度不是常数时间的。

原则:使用empty判断标准容器是否为空

 

5vector中的查找

原则:尽量使用标准容器自带的算法代替公共算法。

但是vector中并没有多少自己的算法,倒是list中有remove ,remove_if,sort,reverse等算法。

find

find_if

 

6,使用交换技巧来修正过剩的容量

vector v1;

//…初始化v1

//…删除v1中所有的元素

但是这个时候v1的内存容量并不是0,还是很大的一块内存没有释放,如果想清空

v1.reserve(0);到不到目标,因为reserve只能扩大内存容量,并不能减小。

 

vector v2;

v2.swap(v1);

这个时候就是真的将之内存容量降到最低了。

 

6,题外话:使用算法及其他技巧

原则:不要使用auto_ptr作为模板参数来建立容器,这会产生意想不到的陷阱,因为auto_ptr的拷贝有特殊的语义

原则:避免使用vector, 因为它不能当作标准容器来用

copy

find_if

for_each

 

原则:尽量使用区间成员函数代替它们的单元素参数兄弟成员函数

区间构造

区间删除

区间赋值

区间插入

 

原则:使得容器中元素的拷贝操作轻量而正确,拷贝是STL中容器的运行的基本方式,将元素加入到容器,必然保持一个拷贝,容器中的元素不再是原来的那个元素,所以如果将指针加入容器,必须在容器离开作用域以前删除指针所指的对象。

void  fun()

{

       vector  v1;

       ……//插入操作

       for( vector :: iterator i = v1.begin(); i != v1.end();  ++i  )

       {

              delete *i;

}

}

 

原则:注意对于 vector,任何插入删除操作都会引起迭代器失效。所以要小心。

 

第二部分 使用错误讨论

vector的语义常被误解,所以经常会出现使用错误

1,案例一

你能发现下面的问题所在么?

void func( vector<.int>&  v1 )

{

       v1[0] = 1;    //#1

       v1.at(0) = 1;  //#2

}

 

#1#2有何区别?

 

void func1( vector&  v1 )

{

       v1.reserve(2);

       assert( v1.capacity() == 2 );

       v1[0] = 1;

    v1[1] = 2;

       for( vector::iterator  i = v1.begin();  i

       {

              cout << *i << andl;

       }

      

       cout << v1[0];

       v1.reserve(100);

       assert(v1.capicity() == 100 );

       cout << v1[0];

       v1[2] = 3;

    v1[3] = 4;

       //……

       v[99] = 100;

       for( vector::iterator  i = v1.begin();  i

       {

              cout << *i << andl;

       }

}

函数func1存在什么问题(丛风格和代码正确性做出评价)?会打印出什么?

 

2,案例二

使用vector的时候最容易发生的运行时错误,莫过于迭代器错误

注意:对于 vector,任何插入删除操作都会引起迭代器失效。所以要小心

选自http://www.cnblogs.com/caoshenghe/archive/2010/01/31/1660399.html

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