Вектор - vector

Вектор (vector) напоминает массив, только он способен расти до произвольного размера, поддерживает информацию о размере. Как и массив к вектору можно обратить воспользовавшись операцией индексирования []. Вот характеристики:

1 Доступ к данных с одинаковой скоростью

2 Вставка приводит к перемещению элементов

3 При расширении данные копируються в другой блок

Вектор оптимален для получения информации, но при большом количестве вставок лучше воспользоваться другими контейнерами, например, списками. Проблема в том, что физически вектор распологается в непрерывной памяти. На C это реализовывали функциями malloc.

Для работы с вектором необходимо подключить заголовочный файл:

#include <vector>

Объявить рабочую область:

using namespace std;

После этого вектор необходимо объявить, это можно сделать двумя способами.

vector< int > vArray1;

vector< int > vArray2(30);

В первом случае указывается пустой вектор, а во втором начальный размер.

vector - вид последовательности, которая поддерживает итераторы произвольного доступа. Кроме того, он поддерживает операции вставки и удаления в конце с постоянным (амортизированным) временем; вставка и удаление в середине занимают линейное время. Управление памятью обрабатывается автоматически, хотя для улучшения эффективности можно давать подсказки.

template <class T, template <class U> class Allocator = allocator>

class vector {

public:

// определения типов (typedefs):

typedef iterator;

typedef const_iterator;

typedef Allocator<T>::pointer pointer;

typedef Allocator<T>::reference reference;

typedef Allocator<T>::const_reference const_reference;

typedef size_type;

typedef difference_type;

typedef T value_type;

typedef reverse_iterator;

typedef const_reverse_iterator;

// размещение/освобождение (allocation/deallocation):

vector();

vector(size_type n, const T& value = T());

vector(const vector<T, Allocator>& x);

template <class InputIterator>

vector(InputIterator first, InputIterator last);

~vector();

vector<T, Allocator>& operator=(const vector<T, Allocator>& x);

void reserve(size_type n);

void swap(vector<T, Allocator>& x);

// средства доступа (accessors):

iterator begin();

const_iterator begin() const;

iterator end();

const_iterator end() const;

reverse_iterator rbegin();

const_reverse_iterator rbegin();

reverse_iterator rend();

const_reverse_iterator rend();

size_type size() const;

size_type max_size() const;

size_type capacity() const;

bool empty() const;

reference operator[](size_type n);

const_reference operator[](size_type n) const;

reference front();

const_reference front() const;

reference back();

const_reference back() const;

// вставка/стирание (insert/irase):

void push_back(const T& x);

iterator insert(iterator position, const T& x = T());

void insert(iterator position, size_type n, const T& x);

template <class InputIterator>

void insert(iterator position, InputIterator first, InputIterator last);

void pop_back();

void erase(iterator position);

void erase(iterator first, iterator last);

};

template <class T, class Allocator>

bool operator==(const vector<T, Allocator>& x,

const vector<T, Allocator>& y);

template <class T, class Allocator>

bool operator<(const vector<T, Allocator>& x,

const vector<T, Allocator>& y);

iterator - это итератор произвольного доступа, ссылающийся на T. Точный тип зависит от исполнения и определяется в Allocator.

const_iterator - это постоянный итератор произвольного доступа, ссылающийся на const T. Точный тип зависит от исполнения и определяется в Allocator. Гарантируется, что имеется конструктор для const_iterator из iterator.

size_type - беззнаковый целочисленный тип. Точный тип зависит от исполнения и определяется в Allocator.

difference_type - знаковый целочисленный тип. Точный тип зависит от исполнения и определяется в Allocator.

Конструктор template <class InputIterator> vector(InputIterator first, InputIterator last) делает только N вызовов конструктора копирования T (где N - расстояние между first и last) и никаких перераспределений, если итераторы first и last относятся к последовательной, двунаправленной или произвольного доступа категориям. Он делает, самое большее, 2N вызовов конструктора копирования T и logN перераспределений, если они - только итераторы ввода, так как невозможно определить расстояние между first и last и затем сделать копирование.

Функция-член size() возвращает число элементов в контейнере. Её семантика определяется правилами конструкторов, вставок и удалений.

begin() возвращает итератор, ссылающийся на первый элемент в контейнере. end() возвращает итератор, который является законечным.

Функция-член capasity (ёмкость) возвращает размер распределённой памяти в векторе. size показывает сколько сейчас лежит в векторе чисел. В то время как capacity возвращает инициализированный размер, то есть тот размер, до которого можно добавлять данные без инициализации.

Функция-член reserve - директива, которая сообщает vector(вектору) запланированноe изменение размера, так чтобы он мог соответственно управлять распределением памяти. Это не изменяет размер последовательности и занимает, самое большее, линейное время от размера последовательности. Перераспределение в этом случае происходит тогда и только тогда, когда текущая ёмкость меньше, чем параметр reserve. После reserve ёмкость (capasity) больше или равна параметру reserve, если происходит перераспределение; а иначе равна предыдущему значению capasity. Перераспределение делает недействительными все ссылки, указатели и итераторы, ссылающиеся на элементы в последовательности. Гарантируется, что нет никакого перераспределения во время вставок, которые происходят после того, как reserve выполняется, до времени, когда размер вектора достигает размера, указанного reserve.

insert (вставка) вызывает перераспределение, если новый размер больше, чем старая ёмкость. Если никакого перераспределения не происходит, все итераторы и ссылки перед точкой вставки остаются справедливыми. Вставка единственного элемента в вектор линейна относительно расстояния от точки вставки до конца вектора. Амортизированная сложность во время жизни вектора, вставляющего единственный элемент в свой конец, постоянна. Вставка множественных элементов в вектор с единственным вызовом вставляющей функции-члена линейна относительно суммы числа элементов плюс расстояние до конца вектора. Другими словами, намного быстрее вставить много элементов в середину вектора сразу, чем делать вставку по одному элементу. Шаблонная вставляющая функция-член предраспределяет достаточно памяти для вставки, если итераторы first и last относятся к последовательной, двунаправленной или произвольного доступа категориям. Иначе функция вставляет элементы один за другим и не должна использоваться для вставки в середину векторов.

erase (стирание) делает недействительными все итераторы и ссылки после пункта стирания. Деструктор T вызывается столько раз, каково число стёртых элементов, а оператор присваивания T вызывается столько раз, каково число элементов в векторе после стёртых элементов.

Чтобы оптимизировать распределение места, даётся определение для bool.

class vector<bool, allocator> {

public:

// битовая ссылка (bit reference):

class reference {

public:

~reference();

operator bool() const;

reference& operator=(const bool x);

void flip(); // инвертирует бит (flips the bit)

};

// определения типов (typedefs):

typedef bool const_reference;

typedef iterator;

typedef const_iterator;

typedef size_t size_type;

typedef ptrdiff_t difference_type;

typedef bool value_type;

typedef reverse_iterator;

typedef const_reverse_iterator;

// размещение/освобождение (allocation/deallocation):

vector();

vector(size_type n, const bool& value = bool());

vector(const vector<bool, allocator>& x);

template <class InputIterator>

vector(InputIterator first, InputIterator last);

~vector();

vector<bool, allocator>& operator=(const vector<bool,

allocator>& x);

void reserve(size_type n);

void swap(vector<bool, allocator>& x);

// средства доступа (accessors):

iterator begin();

const_iterator begin() const;

iterator end();

const_iterator end() const;

reverse_iterator rbegin();

const_reverse_iterator rbegin();

reverse_iterator rend();

const_reverse_iterator rend();

size_type size() const;

size_type max_size() const;

size_type capacity() const;

bool empty() const;

reference operator[](size_type n);

const_reference operator[](size_type n) const;

reference front();

const_reference front() const;

reference back();

const_reference back() const;

// вставка/стирание (insert/irase):

void push_back(const bool& x);

iterator insert(iterator position, const bool& x = bool());

void insert(iterator position, size_type n, const bool& x);

template <class InputIterator>

void insert(iterator position, InputIterator first, InputIterator last);

void pop_back();

void erase(iterator position);

void erase(iterator first, iterator last);

};

void swap(vector<bool, allocator>::reference x,

vector<bool, allocator>::reference y);

bool operator==(const vector<bool, allocator>& x,

const vector<bool, allocator>& y);

bool operator<(const vector<bool, allocator>& x,

const vector<bool, allocator>& y);

reference - класс, который имитирует поведение ссылок отдельного бита в vector<bool>.

Ожидается, что каждое исполнение обеспечит определение vector<bool> для всех поддерживаемых моделей памяти.

Вот пример демонстрирующий и доступ к данным вектора через []. (предполагается, что в векторе хранятся целые числа)

vector vVec(5,10);

for (int x=0;x < 5;x++)

cout << vVec[x] << endl;

У вектора есть много полезных функций. Например, заполнить часть вектора необходимыми данными. В данном примере первые три элемента заполняются цифрой два:

vVec.assign(3,2);

for (x=0;x < 5;x++)

cout << vVec[x] << endl;

Можно получить первый и последний элемент вектора, для этого есть функции front() и back().

vVec.assign(5,1);

vVec[0]=0;

vVec[4]=4;

cout << vVec.front() << " " << vVec.back() << endl;

Вставку элемента с перемещением можно сделать функцией insert. Вставка производится в первую позицию с перемещением элементов вниз.

for (x=0;x < 5;x++)

cout << vVec[x] << " ";

cout << endl;

vVec.insert(vVec.begin(),25);

for (x=0;x < 6;x++)

cout << vVec[x] << " ";

cout << endl;

Можно поместить число в конец вектора воспользовавшись функцией push_back():

vVec.push_back(99);

for (x=0;x < 7;x++)

cout << vVec[x] << " ";

cout << endl;

Можно удалить последний элемент с сокращением размера:

vVec.pop_back();

for (x=0;x < vVec.size();x++)

cout << vVec[x] << " ";

cout << endl;

Для удаления используеться функция erase():

vVec.erase(vVec.begin()+2,vVec.begin()+4);

for (x=0;x < vVec.size();x++)

cout << vVec[x] << " ";

cout << endl;

Изменяет размер вектора функция resize():

vVec.resize(3);

for (x=0;x < vVec.size();x++)

cout << vVec[x] << " ";

cout << endl;