Класс vector (C++)

Класс vector в C++ — это одна из ключевых структур данных, предоставляемых стандартной библиотекой шаблонов C++ (STL). Он представляет собой динамический массив, который обеспечивает эффективное управление коллекциями элементов переменной длины. Класс vector широко используется в программировании на C++ благодаря своей удобной и гибкой структуре данных. В этой статье мы рассмотрим класс vector внимательнее, изучив его синтаксис, основные методы и возможности.

Описание

Класс vector в C++ представляет собой динамический массив, который может изменять свой размер в процессе выполнения программы при необходимости. Использование класса vector представляет собой альтернативу использованию встроенных массивов, которые требуют ручного выделения памяти с использованием оператора new.

Этот класс предоставляет гораздо более богатый набор функциональных возможностей, делая его более предпочтительным выбором. Как и класс string, класс vector также является частью стандартной библиотеки C++, что подчеркивает его важное место в арсенале инструментов программиста.

Разработчики языка настоятельно рекомендуют использовать вектор вместо ручного управления памятью для массивов. Это не только помогает избежать потенциальных утечек памяти, но также значительно упрощает жизнь программисту, обеспечивая более надежное и удобное управление данными.

Есть разные способы доступа к элементам вектора:

Использование оператора []. Вы можете обращаться к элементам вектора по индексу, используя квадратные скобки.
Использование итераторов. Итераторы позволяют перебирать элементы вектора, начиная с begin() и заканчивая end(). Мы используем итераторы для обхода вектора в цикле.
Диапазонный цикл. Это более современный и удобный способ доступа к элементам, доступный с C++11 и выше. Вы можете использовать диапазонный цикл для итерации по элементам вектора без явного указания индексов или итераторов.

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и может быть выбран в зависимости от конкретных потребностей и стиля кодирования.

Синтаксис

Для использования класса vector в C++, вам потребуется включить соответствующий заголовочный файл и пространство имен std:

#include <vector>
using namespace std;

Общая шаблонная спецификация класса std::vector выглядит так:

template <class T, class Allocator = std::allocator<T>>
class vector;

Здесь T представляет тип элементов, которые вы хотите хранить в векторе. Allocator представляет тип аллокатора памяти, который по умолчанию установлен на std::allocator, но вы можете указать свой собственный аллокатор, если это необходимо.

Синтаксис класса vector в C++ следующий:

#include <vector>

int main() {
    // Создание пустого вектора целых чисел
    std::vector<int> myVector;

    // Добавление элементов в вектор
    myVector.push_back(1);
    myVector.push_back(2);
    myVector.push_back(3);

    // Доступ к элементам вектора
    int firstElement = myVector[0]; // Первый элемент
    int secondElement = myVector[1]; // Второй элемент

    // Получение размера вектора
    int size = myVector.size();

    // Итерация по элементам вектора с использованием цикла
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        std::cout << myVector[i] << " ";
    }

    return 0;
}

Этот код демонстрирует основы использования класса vector. Вектор создается с помощью шаблонного класса std::vector, который может хранить элементы определенного типа. Вы можете добавлять элементы в вектор с помощью метода push_back(), а доступ к элементам осуществляется через оператор квадратных скобок []. Размер вектора можно получить с помощью метода size().

Примеры

Создание вектора

Пример создания вектора в C++:

#include <iostream>
#include <vector> // Включаем заголовочный файл для работы с векторами

int main() {
    // Создаем пустой вектор целых чисел
    std::vector<int> numbers;

    // Добавляем элементы в вектор
    numbers.push_back(10);
    numbers.push_back(20);
    numbers.push_back(30);

    // Доступ к элементам вектора по индексу, аналогично массиву
    std::cout << "Первый элемент: " << numbers[0] << std::endl;
    std::cout << "Второй элемент: " << numbers[1] << std::endl;
    std::cout << "Третий элемент: " << numbers[2] << std::endl;

    // Итерация по вектору с использованием цикла for
    std::cout << "Элементы вектора:" << std::endl;
    for (int i = 0; i < numbers.size(); ++i) {
        std::cout << numbers[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // Итерация по вектору с использованием диапазонного цикла (C++11 и выше)
    std::cout << "Элементы вектора (диапазонный цикл):" << std::endl;
    for (int num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

Создание различных массивов типа vector

Примеры создания различных типов векторов (std::vector) в C++:

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    // Вектор целых чисел
    std::vector<int> intVector;
    intVector.push_back(1);
    intVector.push_back(2);
    intVector.push_back(3);

    // Вектор строк
    std::vector<std::string> stringVector;
    stringVector.push_back("Привет");
    stringVector.push_back("Мир");

    // Вектор чисел с плавающей точкой (двойной точности)
    std::vector<double> doubleVector;
    doubleVector.push_back(3.14);
    doubleVector.push_back(2.718);

    // Вектор пользовательского класса
    class Person {
    public:
        std::string name;
        int age;
    };

    std::vector<Person> personVector;
    Person person1 = {"Иван", 30};
    Person person2 = {"Мария", 25};
    personVector.push_back(person1);
    personVector.push_back(person2);

    // Вывод элементов векторов
    std::cout << "Вектор целых чисел:";
    for (int num : intVector) {
        std::cout << " " << num;
    }
    std::cout << std::endl;

    std::cout << "Вектор строк:";
    for (const std::string& str : stringVector) {
        std::cout << " " << str;
    }
    std::cout << std::endl;

    std::cout << "Вектор чисел с плавающей точкой:";
    for (double value : doubleVector) {
        std::cout << " " << value;
    }
    std::cout << std::endl;

    std::cout << "Вектор пользовательского класса (Person):" << std::endl;
    for (const Person& p : personVector) {
        std::cout << "Имя: " << p.name << ", Возраст: " << p.age << std::endl;
    }

    return 0;
}

Этот код демонстрирует создание и использование векторов различных типов данных, включая векторы целых чисел, строк, чисел с плавающей точкой и пользовательского класса (Person). Вы можете видеть, как добавлять элементы в векторы с помощью push_back и проходиться по элементам с использованием циклов.

Доступ к элементам вектора

Примеры разных способов доступа к элементам вектора (std::vector) в C++:

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> intVector = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 1. Использование оператора [] для доступа к элементам
    std::cout << "Использование оператора []:" << std::endl;
    for (size_t i = 0; i < intVector.size(); ++i) {
        std::cout << intVector[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 2. Использование итераторов для доступа к элементам
    std::cout << "Использование итераторов:" << std::endl;
    for (std::vector<int>::iterator it = intVector.begin(); it != intVector.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 3. Диапазонный цикл (с C++11 и выше)
    std::cout << "Диапазонный цикл (с C++11 и выше):" << std::endl;
    for (int num : intVector) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}