C++教程:C++向量講解

2020-05-23 14:26:11

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向量（Vector）是一個深奧的詞。不過這里的向量不是數學里的向量，也不是物理里的向量。在C++中的向量，就是一個存放數據的地方，類似于一維數組和鏈表。

向量的性能

在第九章末尾，我們介紹了數組存儲和鏈表存儲的優缺點。數組的缺點是分配空間不靈活；鏈表的缺點是無法通過下標快速找到結點。然而這里介紹的向量卻吸收了這兩種數據結構各自的優點，綜合性能較高。

向量的分配空間是會隨著數據的量而變化的，如果空間不夠，那么向量的空間會自動增長。類似于數組，我們也可以通過下標來訪問向量中的數據元素，增快找到數據的速度。

萬用的模板

在編寫鏈表程序的時候，我們一定有這樣的困惑：鏈表里面存儲的數據類型可能是各種各樣的，難道我們要為各種數據類型都寫一個鏈表程序么？我們能不能寫一個萬用的鏈表程序呢？
在PowerPoint之類的軟件中，有一種模板功能。模板提供的文檔框架是基本完整的，我們只需要在一些地方填寫上自己需要的內容，就是一個完整的文檔。在C++中，也有這么一種模板（Template），我們只需要在使用之前填寫自己需要的數據類型，就是一個完整的程序。我們把具有模板功能的類稱為模板類，向量就是一個模板類。在這一節，我們只需要了解如何使用向量這個模板類。關于更多模板的知識，將在后面的章節再作介紹。

在上一節中，我們不難看出創建一個對象的方法是：
類名對象名（初始化數據）；
而創建一個模板類對象的方法是：
類名<數據類型列表> 對象名（初始化數據）；
即在類名之后填寫數據類型，來創造一個符合自己需要的對象。

對向量的操作

同字符串一樣，向量也有著自己的各種操作。下表就是向量常用的一些操作：

由于涉及迭代器（Iterator）的知識，我們無法學習向量的插入數據和刪除數據操作。有興趣的讀者可以去看一下《C++ Primer》的相關章節。

下面我們用向量來解決習題9.6.2，模擬一下棧操作：（程序13.4）
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
vector<char> stack(0);//新建一個名為stack的存放字符數據的向量，初始元素個數為0
char temp;
cout <<"請輸入指令：" <<endl;
do
{
cin >>temp;
if (temp!='#')
{
if (temp!='$')
{
stack.push_back(temp);//模擬壓棧操作
}
else
{
stack.pop_back();//模擬退棧操作
}
}
}while (temp!='#');
for (int i=0;i<stack.size();i++)
cout <<stack[i];//可以用下標訪問數據元素
cout <<endl;
return 0;
}

運行結果：
請輸入指令：
ABC$DEFG$$$HIJ$KLM$#
ABDHIKL

不難發現，用現成的向量來實現模擬棧的功能非常方便。我們不需要研究壓棧和退棧的詳細實現方法，而只需要知道何時操作就行了。

讀到這里，可能你還沒有完全明白到底什么是類，什么是對象，甚至搞不清創建對象的時候，對象名旁邊的括號里面應該填什么。沒關系，這些都不是本章所要掌握的內容。你只要會照貓畫虎地使用字符串和向量就可以了。

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