C++ STL 教程
在前面的章节中,我们已经学习了 C++ 模板的概念。C++ STL(标准模板库)是一套功能强大的 C++ 模板类,提供了通用的模板类和函数,这些模板类和函数可以实现多种流行和常用的算法和数据结构,如向量、链表、队列、栈。
C++ 标准模板库的核心包括以下三个组件:
这三个组件都带有丰富的预定义函数,帮助我们通过简单的方式处理复杂的任务。
下面的程序演示了向量容器(一个 C++ 标准的模板),它与数组十分相似,唯一不同的是,向量在需要扩展大小的时候,会自动处理它自己的存储需求:
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
// 创建一个向量存储 int
vector<int> vec;
int i;
// 显示 vec 的原始大小
cout << "vector size = " << vec.size() << endl;
// 推入 5 个值到向量中
for(i = 0; i < 5; i++){
vec.push_back(i);
}
// 显示 vec 扩展后的大小
cout << "extended vector size = " << vec.size() << endl;
// 访问向量中的 5 个值
for(i = 0; i < 5; i++){
cout << "value of vec [" << i << "] = " << vec[i] << endl;
}
// 使用迭代器 iterator 访问值
vector<int>::iterator v = vec.begin();
while( v != vec.end()) {
cout << "value of v = " << *v << endl;
v++;
}
return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
vector size = 0
extended vector size = 5
value of vec [0] = 0
value of vec [1] = 1
value of vec [2] = 2
value of vec [3] = 3
value of vec [4] = 4
value of v = 0
value of v = 1
value of v = 2
value of v = 3
value of v = 4
关于上面实例中所使用的各种函数,有几点要注意:
• push_back( ) 成员函数在向量的末尾插入值,如果有必要会扩展向量的大小。
• size( ) 函数显示向量的大小。
• begin( ) 函数返回一个指向向量开头的迭代器。
• end( ) 函数返回一个指向向量末尾的迭代器。
C++ STL 之 vector 的 capacity 和 size 属性区别
size 是当前 vector 容器真实占用的大小,也就是容器当前拥有多少个容器。
capacity 是指在发生 realloc 前能允许的最大元素数,即预分配的内存空间。
当然,这两个属性分别对应两个方法:resize() 和 reserve()。
使用 resize() 容器内的对象内存空间是真正存在的。
使用 reserve() 仅仅只是修改了 capacity 的值,容器内的对象并没有真实的内存空间(空间是"野"的)。
此时切记使用 [] 操作符访问容器内的对象,很可能出现数组越界的问题。
下面用例子进行说明:
#include <iostream>
#include <vector>
using std::vector;
int main(void)
{
vector<int> v;
std::cout<<"v.size() == " << v.size() << " v.capacity() = " << v.capacity() << std::endl;
v.reserve(10);
std::cout<<"v.size() == " << v.size() << " v.capacity() = " << v.capacity() << std::endl;
v.resize(10);
v.push_back(0);
std::cout<<"v.size() == " << v.size() << " v.capacity() = " << v.capacity() << std::endl;
return 0;
}
注: 对于 reserve(10) 后接着直接使用 [] 访问越界报错(内存是野的),大家可以加一行代码试一下,我这里没有贴出来。
这里直接用[]访问,vector 退化为数组,不会进行越界的判断。此时推荐使用 at(),会先进行越界检查。
相关引申:
针对 capacity 这个属性,STL 中的其他容器,如 list map set deque,由于这些容器的内存是散列分布的,因此不会发生类似 realloc() 的调用情况,因此我们可以认为 capacity 属性针对这些容器是没有意义的,因此设计时这些容器没有该属性。
在 STL 中,拥有 capacity 属性的容器只有 vector 和 string。
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