Vektor in C++ Standard Template Library (STL) mit Beispiel

Non-Profit C++ Vektor?

A C++ Vector ist ein dynamisches Array, dessen Größe sich automatisch ändern kann. Die Größenänderung erfolgt, nachdem ein Element zum Vektor hinzugefügt oder daraus gelöscht wurde. Die Speicherung erfolgt automatisch durch den Container. Die Elemente eines Vektors werden in einem zusammenhängenden Speicher abgelegt. Dies ermöglicht C++ Programmierer können mithilfe von Iteratoren auf die Vektorelemente zugreifen und sie durchlaufen.

Das Einfügen neuer Daten in einen Vektor erfolgt am Ende des Vektors. Dies erfordert differentielle Zeit. Das Entfernen eines Elements aus einem Vektor benötigt konstante Zeit, da der Vektor nicht vergrößert oder verkleinert werden muss. Das Einfügen oder Entfernen eines Elements am Anfang des Vektors benötigt lineare Zeit.

Bevor man Code mit Vektoren schreibt, ist es hilfreich zu wissen, wann sie der richtige Container sind.

Wann sollte ein Vektor verwendet werden?

A C++ Vektor sollte unter den folgenden Umständen verwendet werden:

• Beim Umgang mit Datenelementen, die sich ständig ändern.
• Wenn die Größe der Daten vor Beginn nicht bekannt ist, müssen Sie bei diesem Vektor keine maximale Containergröße festlegen.

So initialisieren Sie Vektoren in C++

Die Syntax von Vektoren in C++ ist:

vector <data-type> name (items)

Wie oben gezeigt, beginnen wir mit dem Schlüsselwort vector.

• Das Datentyp ist der Datentyp der Elemente, die im Vektor gespeichert werden sollen.
• Das Name ist der Name des Vektors bzw. der Datenelemente.
• Das Artikel Gibt die Anzahl der Elemente des Vektordatensatzes an. Dieser Parameter ist optional.

Sobald ein Vektor existiert, bieten Iteratoren eine zeigerähnliche Möglichkeit, sich über seine Elemente zu bewegen.

Iteratoren

Iteratoren dienen dazu, auf die in einem Vektor gespeicherten Elemente zuzugreifen. Sie sind Objekte, die wie Zeiger funktionieren. Hier sind die gängigen, von der Bibliothek unterstützten Iteratoren. C++ Vektoren:

• vector::begin(): Es ergibt einen Iterator, der auf das erste Element des Vektors zeigt.
• vector::end(): Es ergibt einen Iterator, der auf das hinter dem Ende liegende Element des Vektors zeigt.
• vector::cbegin(): Es ist dasselbe wie vector::begin(), aber es hat nicht die Möglichkeit, Elemente zu verändern.
• vector::cend(): Es ist dasselbe wie vector::end(), kann aber keine Vektorelemente verändern.

Das folgende Beispiel füllt einen Vektor und durchläuft ihn dann mit veränderlichen und konstanten Iteratoren.

Beispiel 1

#include <iostream> 
#include <vector> 

using namespace std;
int main()
{
	vector<int> nums;

	for (int a = 1; a <= 5; a++)

		nums.push_back(a);

	cout << "Output from begin and end: ";

	for (auto a = nums.begin(); a != nums.end(); ++a)

		cout << *a << " ";

	cout << "\nOutput from cbegin and cend: ";

	for (auto a = nums.cbegin(); a != nums.cend(); ++a)

		cout << *a << " ";

	return 0;
}

Ausgang:

Hier ist ein Screenshot des Codes:

Code Erläuterung:

1. Fügen Sie die iostream-Header-Datei in unseren Code ein. Dadurch können wir von der Konsole lesen und darauf schreiben.
2. Integrieren Sie die Vektor-Headerdatei in unseren Code. Dadurch können wir mit Vektoren arbeiten in C++.
3. Schließen Sie den std-Namespace ein, um seine Klassen und Funktionen zu verwenden, ohne ihn aufzurufen.
4. Rufen Sie die Funktion main() auf, in der die Logik des Programms hinzugefügt werden soll.
5. Das { markiert den Anfang des Hauptteils der main()-Funktion.
6. Deklarieren Sie einen Vektor namens nums, um eine Reihe von Ganzzahlen zu speichern.
7. Wir erstellen eine for-Schleife, um den Vektor zu durchlaufen. Die Variable hilft uns dabei, die Vektorelemente vom ersten bis zum fünften Element zu durchlaufen.
8. Schieben Sie Elemente von hinten in die Vektornummer. Bei jeder Iteration wird dadurch der aktuelle Wert der Variablen a zum Vektor hinzugefügt, der zwischen 1 und 5 liegt.
9. Drucken Sie einen Text auf der Konsole.
10. Verwenden Sie eine Iteratorvariable a, um die Elemente von Vektorzahlen vom Anfang bis zum Element hinter dem Ende zu durchlaufen. Beachten Sie, dass wir die Iteratoren vector::begin() und vector::end() verwenden.
11. Geben Sie für jede Iteration die Werte aus, auf die die Iteratorvariable a auf der Konsole zeigt.
12. Drucken Sie einen Text auf der Konsole. Das \n ist ein Zeichen für eine neue Zeile, das den Cursor in die neue Zeile bewegt, um von dort aus zu drucken.
13. Verwenden Sie eine Iteratorvariable, um die Elemente des Vektors `nums` vom Anfang bis zum letzten Element zu durchlaufen. Beachten Sie, dass wir die Iteratoren `vector::cbegin()` und `vector::cend()` verwenden.
14. Geben Sie für jede Iteration die Werte aus, auf die die Iteratorvariable a auf der Konsole zeigt.
15. Die Hauptfunktion sollte einen Wert zurückgeben, wenn das Programm erfolgreich ausgeführt wird.
16. Ende des Hauptteils der main()-Funktion.

Modifikatoren

Modifikatoren werden verwendet, um die Bedeutung des angegebenen Datentyps zu ändern. Hier sind die häufigsten Modifikatoren in C++:

• vector::push_back(): Dieser Modifikator drückt die Elemente von hinten.
• vector::insert(): Zum Einfügen neuer Elemente in einen Vektor an einer bestimmten Stelle.
• vector::pop_back(): Dieser Modifikator entfernt die Vektorelemente von der Rückseite.
• vector::erase(): Es wird zum Entfernen einer Reihe von Elementen vom angegebenen Speicherort verwendet.
• vector::clear(): Es entfernt alle Vektorelemente.

Im nächsten Beispiel werden diese Modifikatoren nacheinander angewendet, um zu sehen, wie sich ein Vektor verändert.

Beispiel 2

#include <iostream>
#include <vector> 

using namespace std;
int main()
{
	vector<int> nums;
	
	nums.assign(5, 1);

	cout << "Vector contents: ";
	for (int a = 0; a < nums.size(); a++)
		cout << nums[a] << " ";

	nums.push_back(2);
	int n = nums.size();
	cout << "\nLast element: " << nums[n - 1];

	nums.pop_back();

	cout << "\nVector contents: ";
	for (int a = 0; a < nums.size(); a++)
		cout << nums[a] << " ";

	nums.insert(nums.begin(), 7);

	cout << "\nFirst element: " << nums[0];
	
	nums.clear();
	cout << "\nSize after clear(): " << nums.size();			
}

Ausgang:

Hier ist ein Screenshot des Codes:

Code Erläuterung:

1. Fügen Sie die iostream-Header-Datei in unseren Code ein, um ihre Funktionen zu nutzen.
2. Fügen Sie die Vektor-Header-Datei in unseren Code ein, um ihre Funktionen zu nutzen.
3. Schließen Sie den std-Namespace ein, um seine Klassen zu verwenden, ohne ihn aufzurufen.
4. Rufen Sie die Funktion main() auf. Die Programmlogik sollte in den Hauptteil eingefügt werden.
5. Der Anfang des Hauptteils der main()-Funktion.
6. Deklarieren Sie einen Vektor namens nums, um einige ganzzahlige Werte zu speichern.
7. Speichern Sie 5 Elemente in den Vektorzahlen. Jeweils mit einem Wert von 1.
8. Drucken Sie einen Text auf der Konsole.
9. Verwenden Sie eine Iteratorvariable a, um über die Elemente von Vektorzahlen zu iterieren.
10. Drucken Sie die Werte der Vektorzahlen für jede Iteration auf der Konsole aus.
11. Fügen Sie am Ende der Vektorzahlen den Wert 2 hinzu.
12. Deklarieren Sie eine ganzzahlige Variable n, um die Größe der Vektorzahlen zu speichern.
13. Drucken Sie den letzten Wert von Vektorzahlen zusammen mit anderem Text. Es sollte eine 2 zurückgeben.
14. Entfernen Sie das letzte Element aus den Vektorzahlen. Die 2 wird entfernt.
15. Text auf der Konsole drucken. Das \n bewegt den Cursor in die neue Zeile, um den Text dort zu drucken.
16. Verwenden Sie eine Iteratorvariable a, um über die Elemente von Vektorzahlen zu iterieren.
17. Drucken Sie die Werte der Vektorzahlen für jede Iteration auf der Konsole aus.
18. Fügen Sie den Wert 7 am Anfang der Vektorzahlen ein.
19. Gibt den ersten Wert von Vektorzahlen zusammen mit anderem Text aus. Es sollte 7 zurückgeben.
20. Löschen Sie alle Elemente aus den Vektornummern.
21. Drucken Sie die Größe der Vektornummer zusammen mit anderem Text aus, nachdem Sie alle Inhalte gelöscht haben. Es sollte 0 zurückgeben.
22. Ende des Hauptteils der main()-Funktion.

Kapazität

Verwenden Sie Folgendes Funktionen um die Kapazität eines Vektors zu bestimmen:

• Größe() – Es gibt die Anzahl der Elemente in einem Vektor zurück.
• Maximale Größe() – Es gibt die höchste Anzahl von Elementen zurück, die ein Vektor speichern kann.
• Kapazität() – Es gibt die Menge an Speicherplatz zurück, die einem Vektor zugewiesen wurde.
• Größe ändern() – Der Container wird so vergrößert, dass er n Elemente aufnehmen kann. Ist die aktuelle Vektorgröße größer als n, werden die hinteren Elemente entfernt. Ist die aktuelle Vektorgröße kleiner als n, werden zusätzliche Elemente am Ende des Vektors hinzugefügt.
• Leer() – Die Funktion gibt „true“ zurück, wenn ein Vektor leer ist. Andernfalls gibt sie „false“ zurück.

Dieses letzte Beispiel gibt Auskunft über die Speicherung eines Vektors und passt diese mithilfe der oben genannten Kapazitätsfunktionen an.

Beispiel 3

#include <iostream> 
#include <vector> 
using namespace std;
int main() {
	vector<int> vector1;
	for (int x = 1; x <= 10; x++)
		vector1.push_back(x);
	cout << "Vector size: " << vector1.size()<< endl;
	cout << "Vector capacity: " << vector1.capacity() << endl;
	cout << "Maximum size of vector: " << vector1.max_size()<< endl;
	vector1.resize(5);
	cout << "Vector size after resizing: " << vector1.size() << endl;
	if (vector1.empty() == false)
		cout << "Vector is not empty"<<endl;
	else
		cout << "Vector is empty"<<endl;
	return 0;
}

Ausgang:

Hier ist ein Screenshot des Codes:

Code Erläuterung:

1. Fügen Sie die iostream-Header-Datei in unseren Code ein, um ihre Funktion zu nutzen.
2. Fügen Sie die Vektor-Header-Datei in unseren Code ein, um ihre Funktionen zu nutzen.
3. Fügen Sie den std-Namespace in unseren Code ein, um seine Klassen zu verwenden, ohne ihn aufzurufen.
4. Rufen Sie die Funktion main() auf. Die Programmlogik sollte im Hauptteil dieser Funktion hinzugefügt werden.
5. Erstellen Sie einen Vektor mit dem Namen vector1, um Ganzzahlen zu speichern.
6. Verwenden Sie eine for-Schleife, um die Variable x mit Werten von 1 bis 10 zu erstellen.
7. Schieben Sie die Werte der Variablen x in den Vektor.
8. Drucken Sie die Größe des Vektors zusammen mit anderem Text auf der Konsole.
9. Drucken Sie die Kapazität des Vektors zusammen mit anderem Text auf der Konsole aus.
10. Drucken Sie die maximale Anzahl von Elementen, die der Vektor zusammen mit anderem Text auf der Konsole enthalten kann.
11. Ändern Sie die Größe des Vektors so, dass er nur noch 5 Elemente enthält.
12. Drucken Sie die neue Größe des Vektors neben anderem Text.
13. Prüfen Sie, ob der Vektor nicht leer ist.
14. Text auf der Konsole drucken, wenn der Vektor nicht leer ist.
15. Verwenden Sie eine else-Anweisung, um anzugeben, was zu tun ist, wenn der Vektor leer ist.
16. Text, der auf der Konsole gedruckt werden soll, wenn der Vektor leer ist.
17. Das Programm muss bei erfolgreichem Abschluss einen Wert zurückgeben.
18. Ende des main()-Funktionskörpers.

Häufig gestellte Fragen