C++ primer顺序容器实例分析

蜗牛互联网技术资讯2022-07-011610

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定义：一个容器就是一个特定类型对象的集合。

顺序容器概述

（1）顺序容器类型

vector:可变数组大小，支持快速访问

deque：双端队列，支持快速随机访问，在头尾位置插入/删除速度很快

forward_list：单向链表，只支持单向顺序访问。

array:固定大小数组，不能添加或删除元素

string:和vector类似，用来保存字符

容器库概览

迭代器

迭代器范围由一对迭代器表示，，通常被称为begin和end，而end从来都不会指向范围中的最后一个元素，而是指向尾元素之后的位置，其元素范围由数学表示为：

[begin,end)

容器定义和初始化

（1）将一个容器初始化为另一个容器的拷贝

可拷贝整个容器，也可以拷贝一个指定容器的元素范围

新容器和原容器的元素类型可以不同，只要能将要拷贝的元素转换为要初始化的元素的类型即可

list<string> authors={"nuktib","sha"m"aus"}
vector<const char *> articles={"a","an","the"}
list<string> list2(authors);      //正确，类型匹配
deque<string> authList(authors)   //错误，容器类型不匹配
forward_list<string> words(articles.begin(),articles.end())
//上述正确，可以将const char*元素转换为string

（2）与顺序容器大小相关的构造函数

其中一个构造函数接收一个容器大小和一个元素初始值

list<string> i(10,"hi")   //10个strings元素，每个都初始化为"hi"
vector<int> v(10,-1)     //10个int元素，每个都初始化为-1
deque<string> i(10)     //10个元素，每个都是空的string

（3）标准库array具有固定大小

定义一个array时，除了指定元素类型，还要指定容器大小

array<int,42>
array<string,10>

内置数组不支持拷贝或对象赋值操作，但array无此限制

int digs[10]={1,2,3}
int cpy[10]=digs   //错误，内置数组不支持拷贝和赋值
array<int,10> d={1,2,3,4,5,6,7}
array<int,10> c=d   //正确

赋值和swap

（1） assign赋值函数（仅顺序容器）

顺序容器定义了一个名为assign的成员，允许我们从一个不同但相容的类型赋值，或者从一个容器的子序列赋值。

例：

list<string> name;
vector<const char*>old;
name.assign(old.cbegin(),old.cend())

上述代码将name中的元素替换为迭代器指定范围中的元素的拷贝，assign的参数决定了容器中将有多少个元素以及他们的值是什么

（2）使用swap

swap操作交换两个相同类型容器的内容

vector<string> v1(10);
vector<string> v2(20);
上述交换结束后，v1将会拥有20个元素，v2将会拥有10个元素

顺序容器操作

向顺序容器添加元素

（1）使用push_back

除了array和forward_list之外，每个顺序容器都支持push_back

（2）push_front

list,forward_list,deque容器还支持push_front将元素插入容器头部

list<int> l;
for(int i=0;i!=4;i++)
    l.push_front(i)

(3)在特定位置添加元素

insert函数可在特定位置添加元素，每个insert元素都接受一个迭代器作为其第一个参数，insert函数将元素插入到迭代器所指得位置之前

虽然有些容器不支持push_front操作，但他们对于insert操作无此限制，因此可以将元素插入到容器开始的位置，不必担心容器是否支持push_front

insert另一个版本还接受一个元素数目和一个值，将指定数目的元素添加到指定位置之前。

s.insert(s.end(),10,"anna") //将10个元素插入到s的末尾

还可以接受一对迭代器或一个初始化列表插入

s.insert(s.end(),{"thses","as","sda","dasda"});

使用insert的返回值

list<string> l;
auto iter = l.begin();
string word;
while (cin >> word)
	iter = l.insert(iter, word);

上述代码实现在一个特定位置反复插入元素

第一次调用insert将刚刚读取的string插入到iter所指向的元素之前，insert返回的迭代器恰好指向这个新元素，我们将此迭代器赋予iter并重新开始循环，读取下一个单词，不断循环。

访问元素

所有顺序容器都存在一个front成员函数，，除了forward_list之外的所有顺序容器都由一个back成员函数，front成员函数返回首元素的引用，back成员函数返回尾元素的引用

可以通过该引用修改容器中元素的值

if(!c.empty())
{
    c.front()=42;
    auto &v=c.back()
    v=1024;
}

删除元素

（1）pop_front和pop_back成员函数分别删除首元素和尾元素,vector和string，forward_list不支持上述操作

（2）earse

成员函数erase从容器指定位置删除元素，也可以删除迭代器指定的单个元素，也可以删除由一对迭代器指定的范围内的所有元素，上述最终均会返回指向删除的元素之后位置的迭代器。

例：删除所有的奇数

list<int> ls = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
auto it = ls.begin();
while (it != ls.end())
{
	if (*it % 2)
		it = ls.erase(it);
	else
		it++;
}

接受一堆迭代器的erase版本允许我们删除一个范围内的元素:

例： s.erase(s.begin(),s.end())

特殊的forwa_list单向链表操作

单向链表中由于特殊的插入和删除，所以定义的函数也比较特殊

before_begin():返回指向链表首元素之前不存在的元素的迭代器，此迭代器不能解引用

insert_after(p,t):在迭代器p之后插入元素t

erase_after(p)：删除p所指位置之后的元素

例:删除奇数元素：

forward_list<int> lst = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
auto pre = lst.before_begin();
auto cur = lst.begin();
while (cur != lst.end())
{
	if (*cur % 2)
		cur = lst.erase_after(pre);   //将cur重置为erase_after的返回值，即指向cur的下一个元素
	else
	{
		pre = cur;
		cur++;
	}
}