Vector (STL)
| C++標準程式庫 |
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Vector 是C++標準程式庫中的一個類，可視為會自動擴展容量的陣列，以循序(Sequential)的方式維護變數集合。vector的特色包括支持隨機存取，在集合尾端增刪元素很快，但是在集合中間增刪元素比較費時。vector是C++標準程式庫中的眾多容器（container）之一，除此之外還有list、set、map、…等等。 vector以模板(泛型)方式實現，可以儲存任何型別的變數，包括使用者自定義的資料型態，例如：它可以是放置整數（int）型態的 vector、也可以是放置字串（string）型態的 vector、或者放置使用者自定類別（user-defined class）的 vector。
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設計 [编辑]
vector 定義於 <vector> 標頭檔中。與其他STL元件一樣，vector 屬於std名稱空間。
vector是C++標準程式庫裡最基本的容器，大多數狀況下都很有效率。vector設計之初即是為了改善C語言原生陣列的種種缺失與不便，而欲提供一種更有效、更安全的陣列。vector的的使用介面刻意模擬C語言原生陣列，較明顯的差異在於記憶體管理，原生陣列必須在宣告陣列的時候明確指定陣列長度(例如 int a[5])，但是 vector 不需要指定，而是會在執行期依據狀況自我調整長度，動態增大容量。
vector的表現一如資料結構中的陣列，允許隨機存取(Random Access)，以索引值(index)存取任一元素只要花費常數時間 O(1)，在集合尾端增加或刪除元素也是花費常數時間O(1)，若在vector集合中間增加或刪除元素時間複雜度是線性時間O(n)，較為費時。雖然C++標準並沒有規定實作方式，但大多數 vector 內部均使用動態陣列方式實作。
成員函式概觀 [编辑]
vector 類別是以容器（Container） 模式為基準設計的，也就是說，基本上它有 begin()，end()，size()，max_size()，empty() 以及 swap() 這幾個方法。
- 存取元素的方法
vec[i]- 存取索引值為 i 的元素參照。 (索引值從零起算，故第一個元素是vec[0]。)vec.at(i)- 存取索引值為 i 的元素的參照，以 at() 存取會做陣列邊界檢查，如果存取越界將會拋出一個例外，這是與operator[]的唯一差異。vec.front()- 回傳 vector 第一個元素的參照。vec.back()- 回傳 vector 最尾元素的參照。
- 新增或移除元素的方法
vec.push_back()- 新增元素至 vector 的尾端，必要時會進行記憶體配置。vec.pop_back()- 刪除 vector 最尾端的元素。vec.insert()- 插入一個或多個元素至 vector 內的任意位置。vec.erase()- 刪除 vector 中一個或多個元素。vec.clear()- 清空所有元素。
- 取得長度/容量
vec.size()- 取得 vector 目前持有的元素個數。vec.empty()- 如果 vector 內部為空，則傳回 true 值。vec.capacity()- 取得 vector 目前可容納的最大元素個數。這個方法與記憶體的配置有關，它通常只會增加，不會因為元素被刪減而隨之減少。
- 重新配置／重設長度
vec.reserve()- 如有必要，可改變 vector 的容量大小（配置更多的記憶體）。在眾多的 STL 實做，容量只能增加，不可以減少。vec.resize()- 改變 vector 目前持有的元素個數。
- 迭代 (Iterator)
vec.begin()- 回傳一個Iterator，它指向 vector 第一個元素。vec.end()- 回傳一個Iterator，它指向 vector 最尾端元素的下一個位置（請注意：它不是最末元素）。vec.rbegin()- 回傳一個反向Iterator，它指向 vector 最尾端元素的。vec.rend()- 回傳一個Iterator，它指向 vector 的第一個元素。
使用說明 [编辑]
宣告 [编辑]
使用vector之前，必須先 #include<vector>。
宣告一個vector變數的方法如下:
std::vector<T> v;
T是vector要儲存的物件集合的型別，該vector的變數名稱是v。T可以是任何符合Assignable條件的型別，包或使用者自訂型別。如果T不符合Assignable或者複製成本很高昂，可以考慮使用T*來代替T。
取代陣列使用 [编辑]
#include<vector> int main() { std::vector<T> v; v.push_back(1); v.push_back(2); v.push_back(3); for(int i=0;i<3;++i) std::cout << v[i] << std::endl; return 0; }
長度/容量 [编辑]
以下程式碼是用來說明 vector 的長度變化。
//Headers and Macros #include <iostream> #include <cstdlib> #include <vector> #include <iomanip> #define SETW_1 10 #define SETW_2 6 #define SETW_3 10 using namespace std; typedef vector<int> Vint; //利用參照取得真正的 capacity 值 void PrintVectorInfo(Vint& v) { cout<<setw(SETW_1)<<"Element"<<setw(SETW_2)<<"Size"; cout<<setw(SETW_3)<<"Capacity"<<endl; for ( Vint::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it ++) { cout<<setw(SETW_1)<<(*it)<<setw(SETW_2)<<v.size(); cout<<setw(SETW_3)<<v.capacity()<<endl; } cout<<endl; } //Main Function int main(int argc, char** argv) { //==START==// //宣告一個 vector Vint vint; //宣告兩個整數變數 int a = 11, b = 22, c = 33; //建立只有一個元素空間的 vint //把變數 a 複製至第一個元素內 vint.push_back(a); cout<<"Push Back: a = "<<a<<endl; //建立兩個元素空間的 vint //把變數 a 複製至第一個元素內 //把變數 b 複製至第二個元素內 //刪除上一次建立的 vint //上一次建立的 vint 只有一個元素空間 //依此類推 vint.push_back(b); cout<<"Push Back: b = "<<b<<endl; vint.push_back(c); cout<<"Push Back: c = "<<c<<endl; PrintVectorInfo(vint); //移除最後一個元素 vint.pop_back(); cout<<"Pop Back......"<<endl; PrintVectorInfo(vint); //移除最後一個元素 vint.pop_back(); cout<<"Pop Back......"<<endl; PrintVectorInfo(vint); //清除所有元素 vint.clear(); cout<<"Clear All Elements."<<endl; //==END==// getchar(); return 0; }
