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🏆前言🧑🎓vector的介绍🧑🎓vector的使用☑️vector的定义☑️vector iterator 的使用☑️vector 空间增长问题☑️vector 增删查改☑️vector 迭代器失效问题（重点）☑️小试牛刀 🏆写在最后
🏆前言
🌀 前面对
STL进行了介绍 【 戳此了解STL】，本章就给大家带来STL当中的vector~
🌀vector在C++里也是非常常用的，它相当于C语言当中的数组，但是比数组多了更多实用的操作，数组有的它有，数组没有的它也有，所以说，学习vector可以使我们能够更好的对以一个序列(连续)存储的数据进行操作~
🌀能够熟练的使用vector，可以很大程度上提高写算法题的效率，有许多的困难算法题，都需要对一串连续储存的数据进行操作，这时候vector以及它里面的方法就是个杀手锏了~
使用
STL的三个境界：能用，明理，能扩展 ，那么下面学习vector，我们也是按照这个方法去学习👀
🧑🎓vector的介绍
vector的文档介绍
在C++中，vector是一种动态数组，它提供了对数组的抽象管理，包括动态调整大小、随机访问等。vector是C++标准库中的一部分，它提供了一个高效的、可预测的、可扩展的方式来存储和访问一组连续的数据。
vector的主要特点包括：
动态大小：vector的大小是动态的，可以根据需要增加或减少元素。你可以使用push_back()函数添加元素，使用erase()函数删除元素，或者直接使用resize()函数调整其大小。随机访问：vector支持随机访问，你可以使用索引操作符[]直接访问任意位置的元素。内存管理：vector自动管理其内存。当你向vector添加元素时，它会自动分配足够的内存以容纳新元素。当删除元素时，它会自动回收相应的内存。插入和删除：vector提供了插入和删除元素的方法，如push_back()、pop_back()、insert()和erase()等。这些方法可以在指定的位置插入或删除元素，保持vector的连续性。迭代器：vector提供了迭代器，可以遍历其所有元素。迭代器提供了访问每个元素的有效方式，并支持向前和向后遍历。高效的随机访问：由于vector内部使用连续的内存空间来存储元素，因此随机访问非常高效。在大多数情况下，使用索引访问vector中的元素比使用迭代器遍历整个vector更快。可修改的容量：你可以使用resize()函数来更改vector的容量。这允许你在运行时根据需要增加或减少存储空间的大小。支持常量引用语义：对于包含常量元素的vector，可以使用常量引用语义来访问和修改元素。这有助于提高代码的可读性和安全性。支持异常安全：C++的vector类型在某些操作中提供了异常安全的保证。例如，在执行push_back()或insert()操作时，如果发生异常，vector将保留其原始状态。这有助于防止在异常情况下破坏数据完整性。此外，C++的vector是一个模板类【戳此了解模板】，这意味着它可以根据需要为不同的数据类型提供不同的实现。模板是一种C++的编程技术，允许程序员编写可以处理不同数据类型的通用代码。通过使用模板，可以创建可重用的组件，从而提高代码的可重用性和灵活性。
在C++中，vector的模板声明如下：
template <class T> class vector { // vector implementation details };这里，T是一个模板参数，表示vector可以容纳的任意数据类型。当创建vector对象时，需要指定模板参数，即要存储在vector中的数据类型。例如，要创建一个整数类型的vector，可以这样声明：
std::vector<int> myVector;在这个例子中，int是模板参数，表示vector将容纳整数类型的数据。类似的，你也可以使用其他数据类型，如浮点数、字符串等。
由于vector是一个模板类，它提供了针对不同数据类型的成员函数和操作。例如，push_back()函数可以添加元素到vector的末尾，对于整数、浮点数、字符串等不同类型的vector都适用。类似地，vector也可以提供用于访问、修改和删除元素的成员函数，如at(), front(), back(), erase()等。
通过使用模板，vector提供了一种通用的、可扩展的方式来存储和操作一组连续的元素。这种灵活性使得vector成为C++标准库中非常有用的容器之一，适用于各种不同的编程场景。
🧑🎓vector的使用
vector学习时一定要学会查看文档：[vector的文档介绍]，vector在实际中非常的重要，在实际中我们熟悉常见的接口就可以，下面列出了哪些接口是要重点掌握的。
☑️vector的定义
int TestVector1(){ // constructors used in the same order as described above: vector<int> first; // empty vector of ints vector<int> second(4, 100); // four ints with value 100 vector<int> third(second.begin(), second.end()); // iterating through second vector<int> fourth(third); // a copy of third // 下面涉及迭代器初始化的部分，我们学习完迭代器再来看这部分 // the iterator constructor can also be used to construct from arrays: int myints[] = { 16,2,77,29 }; vector<int> fifth(myints, myints + sizeof(myints) / sizeof(int)); cout << "The contents of fifth are:"; for (vector<int>::iterator it = fifth.begin(); it != fifth.end(); ++it) cout << ' ' << *it; cout << '\n'; return 0;}☑️vector iterator 的使用
void PrintVector(const vector<int>& v){// const对象使用const迭代器进行遍历打印vector<int>::const_iterator it = v.begin();while (it != v.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}☑️vector 空间增长问题
// 测试vector的默认扩容机制void TestVectorExpand(){ size_t sz; vector<int> v; sz = v.capacity(); cout << "making v grow:\n"; for (int i = 0; i < 100; ++i) { v.push_back(i); if (sz != v.capacity()) { sz = v.capacity(); cout << "capacity changed: " << sz << '\n'; } }}vs：运行结果：vs下使用的STL基本是按照1.5倍方式扩容making foo grow:capacity changed: 1capacity changed: 2capacity changed: 3capacity changed: 4capacity changed: 6capacity changed: 9capacity changed: 13capacity changed: 19capacity changed: 28capacity changed: 42capacity changed: 63capacity changed: 94capacity changed: 141g++运行结果：linux下使用的STL基本是按照2倍方式扩容making foo grow:capacity changed: 1capacity changed: 2capacity changed: 4capacity changed: 8capacity changed: 16capacity changed: 32capacity changed: 64capacity changed: 128----------------------------------------------------------------------------------// 如果已经确定vector中要存储元素大概个数，可以提前将空间设置足够// 就可以避免边插入边扩容导致效率低下的问题了void TestVectorExpandOP(){ vector<int> v; size_t sz = v.capacity(); v.reserve(100); // 提前将容量设置好，可以避免一遍插入一遍扩容 cout << "making bar grow:\n"; for (int i = 0; i < 100; ++i) { v.push_back(i); if (sz != v.capacity()) { sz = v.capacity(); cout << "capacity changed: " << sz << '\n'; } }}// vector的resize 和 reserve// reisze(size_t n, const T& data = T())// 将有效元素个数设置为n个，如果时增多时，增多的元素使用data进行填充// 注意：resize在增多元素个数时可能会扩容void TestVector3(){vector<int> v;// set some initial content:for (int i = 1; i < 10; i++)v.push_back(i);v.resize(5);v.resize(8, 100);v.resize(12);cout << "v contains:";for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)cout << ' ' << v[i];cout << endl;}☑️vector 增删查改
// 尾插和尾删：push_back/pop_backvoid TestVector4(){vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);auto it = v.begin();while (it != v.end()) {cout << *it << " ";++it;}cout << endl;v.pop_back();v.pop_back();it = v.begin();while (it != v.end()) {cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}// 任意位置插入：insert和erase，以及查找find// 注意find不是vector自身提供的方法，是STL提供的算法void TestVector5(){// 使用列表方式初始化，C++11新语法vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 };// 在指定位置前插入值为val的元素，比如：3之前插入30,如果没有则不插入// 1. 先使用find查找3所在位置// 注意：vector没有提供find方法，如果要查找只能使用STL提供的全局findauto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);if (pos != v.end()){// 2. 在pos位置之前插入30v.insert(pos, 30);}vector<int>::iterator it = v.begin();while (it != v.end()) {cout << *it << " ";++it;}cout << endl;pos = find(v.begin(), v.end(), 3);// 删除pos位置的数据v.erase(pos);it = v.begin();while (it != v.end()) {cout << *it << " ";++it;}cout << endl;}/ 遍历方式// operator[]+index 和 C++11中vector的新式for+auto的遍历// vector使用这两种遍历方式是比较便捷的。void TestVector6(){vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 };// 通过[]读写第0个位置。v[0] = 10;cout << v[0] << endl;// 1. 使用for+[]小标方式遍历for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)cout << v[i] << " ";cout << endl;vector<int> swapv;swapv.swap(v);cout << "v data:";for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)cout << v[i] << " ";cout << endl;// 2. 使用迭代器遍历cout << "swapv data:";auto it = swapv.begin();while (it != swapv.end()){cout << *it << " ";++it;}// 3. 使用范围for遍历for (auto x : v)cout << x << " ";cout << endl;}☑️vector 迭代器失效问题（重点）
迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了封装，比如：vector的迭代器就是原生态指针T * 。因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃)。
对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有：
#include <iostream>using namespace std;#include <vector>int main(){ vector<int> v{1,2,3,4,5,6}; auto it = v.begin(); // 将有效元素个数增加到100个，多出的位置使用8填充，操作期间底层会扩容 // v.resize(100, 8); // reserve的作用就是改变扩容大小但不改变有效元素个数，操作期间可能会引起底层容量改变 // v.reserve(100); // 插入元素期间，可能会引起扩容，而导致原空间被释放 // v.insert(v.begin(), 0); // v.push_back(8); // 给vector重新赋值，可能会引起底层容量改变 v.assign(100, 8); /* 出错原因：以上操作，都有可能会导致vector扩容，也就是说vector底层原理旧空间被释放掉，而在打印时，it还使用的是释放之间的旧空间，在对it迭代器操作时，实际操作的是一块已经被释放的空间，而引起代码运行时崩溃。 解决方式：在以上操作完成之后，如果想要继续通过迭代器操作vector中的元素，只需给it重新赋值即可。 */ while(it != v.end()) { cout<< *it << " " ; ++it; } cout<<endl; return 0;}#include <iostream>using namespace std;#include <vector>int main(){ int a[] = { 1, 2, 3, 4 }; vector<int> v(a, a + sizeof(a) / sizeof(int)); // 使用find查找3所在位置的iterator vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3); // 删除pos位置的数据，导致pos迭代器失效。 v.erase(pos); cout << *pos << endl; // 此处会导致非法访问 return 0;}erase删除pos位置元素后，pos位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上讲迭代器不应该会失效，但是：如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时，vs就认为该位置迭代器失效了。
思考：以下代码的功能是删除vector中所有的偶数，请问那个代码是正确的，为什么？
#include <iostream>using namespace std;#include <vector>int main(){ vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 }; auto it = v.begin(); while (it != v.end()) { if (*it % 2 == 0) v.erase(it); ++it; } return 0;}==========================================================================================================int main(){ vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 }; auto it = v.begin(); while (it != v.end()) { if (*it % 2 == 0) it = v.erase(it); else ++it; } return 0;}// 1. 扩容之后，迭代器已经失效了，程序虽然可以运行，但是运行结果已经不对了int main(){ vector<int> v{1,2,3,4,5}; for(size_t i = 0; i < v.size(); ++i) cout << v[i] << " "; cout << endl; auto it = v.begin(); cout << "扩容之前，vector的容量为: " << v.capacity() << endl; // 通过reserve将底层空间设置为100，目的是为了让vector的迭代器失效 v.reserve(100); cout << "扩容之后，vector的容量为: " << v.capacity() << endl; // 经过上述reserve之后，it迭代器肯定会失效，在vs下程序就直接崩溃了，但是linux下不会 // 虽然可能运行，但是输出的结果是不对的 while(it != v.end()) { cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; return 0;}程序输出：1 2 3 4 5扩容之前，vector的容量为: 5扩容之后，vector的容量为: 1000 2 3 4 5 409 1 2 3 4 5// 2. erase删除任意位置代码后，linux下迭代器并没有失效// 因为空间还是原来的空间，后序元素往前搬移了，it的位置还是有效的#include <vector>#include <algorithm>int main(){ vector<int> v{1,2,3,4,5}; vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 3); v.erase(it); cout << *it << endl; while(it != v.end()) { cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; return 0;}程序可以正常运行，并打印：44 5 // 3: erase删除的迭代器如果是最后一个元素，删除之后it已经超过end// 此时迭代器是无效的，++it导致程序崩溃int main(){ vector<int> v{1,2,3,4,5}; // vector<int> v{1,2,3,4,5,6}; auto it = v.begin(); while(it != v.end()) { if(*it % 2 == 0) v.erase(it); ++it; } for(auto e : v) cout << e << " "; cout << endl; return 0;}========================================================// 使用第一组数据时，程序可以运行[sly@VM-0-3-centos 20220114]$ g++ testVector.cpp -std=c++11[sly@VM-0-3-centos 20220114]$ ./a.out1 3 5=========================================================// 使用第二组数据时，程序最终会崩溃[=============linux=========]$ vim testVector.cpp[=============linux=========]$ g++ testVector.cpp -std=c++11[=============linux=========]$ ./a.outSegmentation fault从上述三个例子中可以看到：SGI STL中，迭代器失效后，代码并不一定会崩溃，但是运行结果肯定不对，如果it不在begin和end范围内，肯定会崩溃的。
4. 与vector类似，string在插入+扩容操作+erase之后，迭代器也会失效
#include <string>void TestString(){ string s("hello"); auto it = s.begin(); // 放开之后代码会崩溃，因为resize到20会string会进行扩容 // 扩容之后，it指向之前旧空间已经被释放了，该迭代器就失效了 // 后序打印时，再访问it指向的空间程序就会崩溃 //s.resize(20, '!'); while (it != s.end()) { cout << *it; ++it; } cout << endl; it = s.begin(); while (it != s.end()) { it = s.erase(it); // 按照下面方式写，运行时程序会崩溃，因为erase(it)之后 // it位置的迭代器就失效了 // s.erase(it); ++it; }}迭代器失效解决办法：在使用前，对迭代器重新赋值即可。
☑️小试牛刀
😊杨辉三角
😊只出现一次的数字
😊删除有序数组中的重复项
😊只出现一次的数字 II
😊只出现一次的数字 III
😊数组中出现次数超过一半的数字
😊电话号码的字母组合
🏆写在最后
💝本章主要是给大家介绍vector~ 在
C++中，vector是一个非常重要的数据结构。它具有动态大小、随机访问、内存管理、插入和删除、迭代器等优点。它是一种通用的、可扩展的容器，适用于各种不同的编程场景。学习和掌握vector的使用对于编写高效的C++程序非常重要。因此，大家可要好好敲噢~😊
❤️🔥后续将会继续输出有关
C++的文章，你们的支持就是我写作的最大动力！
感谢阅读本小白的博客，错误的地方请严厉指出噢~
