我们在声明数组的时候，采用的是datatype array[len]的形式，数组在分配之后，不能调整大小，删除和插入数据时操作十分的繁琐，虽然可以采用链表，但是链表的操作更麻烦，我们希望有更简单的方法。

与string类一样, 向量vector 同属于STL（Standard Template Library,标准模板库）中的定义的类, vector是一个封装了动态数组的顺序容器（Sequence Container），它能够存放各种类型的数据和对象。

可以简单的认为vector容器是一个能够存放任意类型的动态数组，与数组相比，vector容器的优点在于它能够根据需要自动调整的大小，随时放入更多的元素。此外, vector也提供了成员函数对自身进行操作。

一、容器的定义

首先，如果要在程序中使用vector容器，必须包含头文件 <vector>。如下：

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#include <vector>

vector类是一个模板类，位于std命名空间内，为方便使用还需要增加：

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using namespace std;

声明一个容器很简单：

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vector<int> vi;              // 定义用于存放整数的容器
vector<double> vd;         // 定义用于存放浮点数的容器
vector<string> vs;           // 定义用于存放string字符串的容器
vector<struct st_girl> vgirl;  // 定义用于存放超女结构体的容器
vector<CGirl> vGirl;         // 定义用于存放超女类的容器

vector容器可以存放C语言的基本数据类型，可以存放结构体，还可以存放类，这正是我们想要的简单的方法，链表？我已经有二十年没有用它了。

二、容器的使用

vector的功能强大，成员函数很多，我不想按普通教程的方式来介绍它，那样会太烦锁，我根据实际开发中应用的场景，采用示例程序介绍vector常用的用法。

1、存放整数

示例（book220.cpp）

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/*
 * 程序名：book220.cpp，此程序用于演示C++容器存放整数
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h> 
#include <vector>      // vector需要的头文件
#include <algorithm>   // sort函数需要的头文件

int main () 
{ 
  int height=0;             // 存放从键盘输入的超女身高
  std::vector<int> vheight; // 存放超女身高的容器

  while (true)
  {
    printf("请输入超女身高（0-结束输入）：");
    scanf("%d",&height);         // 接受键盘输入的数据
    if (height==0) break;        // 0-结束输入
    vheight.push_back(height);   // 把数据追加入容器
  }

  for (int ii=0;ii<vheight.size();ii++) // 显示排序前容器中的记录
  { 
    printf("vheight[%d]=%d\n",ii,vheight[ii]);
  }

  sort(vheight.begin(),vheight.end());  // 容器中的记录排序

  for (int ii=0;ii<vheight.size();ii++) // 显示排序后容器中的记录
  { 
    printf("vheight[%d]=%d\n",ii,vheight[ii]);
  }

  // vheight.clear();  // 清空容器，可以不写。
}

运行效果

在这里插入图片描述

程序解释如下：

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std::vector<int> vheight;   // 声明容器用于存放整数，超女身高，单位是cm。

void push_back(const T& x)成员函数：向容器尾部增加一个元素x，x就是您要向容器中增加的变量，在本示例中是一个整数，注意，参数x是一个引用，要用变量的名称，不是变量的地址，如vheight.push_back(height);。

int size()成员函数：返回容器中数据的元素总数。

像数组一样访问容器：容器像数组一样，可以用数组的下标访问，vheight[0]表示容器的第1个元素，vheight[n]表示容器的第n+1个元素。注意，采用下标方式放问容器的时候，下标不要越界，否则可能会引起内存溢出。

iterator begin()成员函数：返回容器头指针，指向第一个元素。

iterator end()成员函数：返回容器尾指针，指向容器最后一个元素的下一个位置。

容器中的元素排序：采用sort()函数对容器中的元素进行排序。如sort(vheight.begin(),vheight.end());表示对容器中全部的元素进行排序。

void clear()：清空容器中的全部元素，注意两点：1）容器被声明的时候，本来就是空的；2）容器是类，有析构函数，析构函数中会自动清空容器中的元素，释放内存资源，不需要程序员担心。但是，程序员也可以调clear()函数手工清空容器中的元素。

示例book220.cpp程序展示了vector容器10%的功能和成员函数，但是，在实际开发中，对容器的操作，95%的内容就是这些。

2、存放字符串

示例（book222.cpp）

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/*
 * 程序名：book222.cpp，此程序用于演示C++容器存放字符串
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h> 
#include <string.h>    
#include <string>       // string需要的头文件
#include <vector>       // vector需要的头文件

int main () 
{ 
  char strtmp[50];                // 存放姓名的临时变量
  std::string name;               // 存放从键盘输入的超女姓名
  std::vector<std::string> vname; // 存放超女姓名的容器

  while (true)
  {
    printf("请输入超女姓名（0-结束输入）：");
    scanf("%s",strtmp);               // 接受键盘输入的数据
    if (strcmp(strtmp,"0")==0) break; // 0-结束输入
    vname.push_back(strtmp);          // 把数据追加入容器
  }

  for (int ii=0;ii<vname.size();ii++) // 显示容器中的记录
  { 
    printf("vname[%d]=%s\n",ii,vname[ii].c_str());
  }
}

运行效果

在这里插入图片描述

注意几个问题：

1）用容器存放字符串，数据类型用string，不是C语言用0结尾的字符数组char []，string是一个变量，char []是一组变量。

2）用vname.push_back()成员函数把数据追加到容器中，参数的类型可以是string，也可以是char[]，但是，这并不是vector的特征，而是string的特征，容器声明的是string类型，string的构造函数支持char []，表面上看push_back()进去的是char []，实际上会被转换为string。

3、存放结构体

示例（book225.cpp）

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/*
 * 程序名：book225.cpp，此程序用于演示C++容器存放结构体
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h> 
#include <string.h>    
#include <vector>       // vector需要的头文件

struct st_girl       // 超女数据结构
{
  char name[50];     // 姓名
  int  age;          // 年龄
};

int main () 
{ 
  struct st_girl stgirl;             // 超女数据结构
  std::vector<struct st_girl> vgirl; // 存放超女结构体的容器

  strcpy(stgirl.name,"西施"); stgirl.age=18;
  vgirl.push_back(stgirl);

  strcpy(stgirl.name,"杨玉环"); stgirl.age=28;
  vgirl.push_back(stgirl);

  // 采用数组下标访问容器中的记录
  for (int ii=0;ii<vgirl.size();ii++) 
  { 
    printf("vgirl[%d].name=%s,vgirl[%d].age=%d\n",\
            ii,vgirl[ii].name,ii,vgirl[ii].age);
  }

  // 把容器中的记录复制到结构体
  for (int ii=0;ii<vgirl.size();ii++) 
  { 
    memcpy(&stgirl,&vgirl[ii],sizeof(struct st_girl));
    printf("stgirl.name=%s,stgirl.age=%d\n",stgirl.name,stgirl.age);
  }
}

运行结果

在这里插入图片描述

总的来说，存放结构体的容器和数组的用法基本相同。

在book225.cpp中，采用了memcpy函数，它是C语言的库函数，用于内存中的数据复制，声明如下：

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void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);

dest：指向用于存储复制内容的目标地址，类型强制转换为 void* 指针。

src：指向要复制的数据源地址，类型强制转换为 void* 指针。

n：要被复制的字节数。

该函数返回dest。

4、存放类

示例（book222.cpp）演示的存放字符串，string就是类。

三、其它成员函数

vector的成员函数比较多，为了不增加各位的学习负担，我只介绍常用的。

1、定位的函数

iterator begin()：返回容器头的指针，指向容器第一个元素的位置。

iterator end()：返回容器尾的指针，指向容器最后一个元素的下一个位置。

iterator是跌代器，这个名字让人难以理解，那就先不要管它，以下我会举例说明用法，一般来说，begin()和end()成员函数用于其它成员函数的参数中。

2、增加元素的函数

void push_back(const T& x)：向容器的尾部增加一个元素x。

iterator insert(iterator it,const T& x)：向容器中指定位置（it）前插入一个元素x。

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strcpy(stgirl.name,"王昭群"); stgirl.age=22;
vgirl.insert(vgirl.begin()+1,stgirl);  // 在第2个元素前插入一个元素。

3、删除元素的函数

iterator erase(iterator it)：删除容器中指定位置（it）的元素。

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vgirl.erase(vgirl.begin()+2);  // 删除容器中第3个元素。
void pop_back()：删除容器中最后一个元素。
void clear()：清空容器中全部的元素。

4、判断容器的大小

bool empty()：判断容器是否为空。

int size()：返回容器中元素的个数。

四、容器的排序

在实际开发中，往往需要对vector容器中的元素进行排序，sort函数可以实现排序功能。

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sort(begin,end,cmp);

sort函数包含在头文件为#include <algorithm>的c++标准库中，调用排序方法不必知道其内部是如何实现的，只要出现我们想要的结果就行。

sort函数有三个参数：

（1）第一个是要排序的数组的起始地址。

（2）第二个是结束的地址。

（3）第三个参数是排序的方法，可以是从大到小也可是从小到大，还可以不写第三个参数，此时缺省的排序方法是从小到大排序。如果vector容器中元素的数据类型不是基本数据类型，sort函数必须指定排序方法函数。

示例（book227.cpp）

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/*
 * 程序名：book227.cpp，此程序用于演示C++容器的排序
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h> 
#include <string.h>    
#include <vector>      // vector需要的头文件
#include <algorithm>   // sort函数需要的头文件

struct st_girl       // 超女数据结构
{
  char name[50];     // 姓名
  int  age;          // 年龄
};

// 自定义排序函数，按超女姓名排序
bool sortbyname(const st_girl &p1,const st_girl &p2)
{
  if (strcmp(p1.name,p2.name)<=0) return true;
  return false;
}

// 自定义排序函数，按超女年龄排序
bool sortbyage(const st_girl &p1,const st_girl &p2)
{
  if (p1.age<p2.age) return true;
  return false;
}

int main () 
{ 
  struct st_girl stgirl;             // 超女数据结构
  std::vector<struct st_girl> vgirl; // 存放超女结构体的容器

  strcpy(stgirl.name,"西施"); stgirl.age=18;
  vgirl.push_back(stgirl);

  strcpy(stgirl.name,"杨玉环"); stgirl.age=28;
  vgirl.push_back(stgirl);

  //sort(vgirl.begin(),vgirl.end());   // 如果不指定排序函数，编译将报错
  //sort(vgirl.begin(),vgirl.end(),sortbyname); // 按超女的姓名排序
  sort(vgirl.begin(),vgirl.end(),sortbyage);  // 按超女的年龄排序

  for (int ii=0;ii<vgirl.size();ii++) 
  { 
    printf("vgirl[%d].name=%s,vgirl[%d].age=%d\n",\
            ii,vgirl[ii].name,ii,vgirl[ii].age);
  }
}

五、课后作业

1）编写示例程序，类似本章节的book220.cpp、book222.cpp、book225.cpp、book227.cpp，编译并运行它，记住，程序员是写出来的，不是看出来的，熟能生巧，您每天的付出都有意义。

2）编写示例程序，测试一下vector容器其它成员函数的用法，玩一下就行了，有些成员函数以后可能有用。

3）丰富您的函数库，写一个类，封装随机数功能，类的声明如下：

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class CRand
{
public:
  vector<int> m_val;  // 用于存放生成好的随机数
  CRand();
 ~CRand();
  void Rand(const int minvalue,const int maxvalue,bool brep=true);
}

注意：

(1）随机数的种子不能只用time(0)的秒，还可以利用微秒，同一秒内取到的随机数将不同。

(2）Rand(const int minvalue,const int maxvalue,bool brep=true)生成指定范围的随机数，minvalue是最小值，maxvalue是最大值，brep是否允许重复。

4）vector容器的排序在实际开发中应用比较多，必须掌握。

5）vector容器存放超女类，能不写排序函数吗？如果存放string类，能不写排序函数吗？为什么？

六、版权声明

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来源：C语言技术网（www.freecplus.net）
作者：码农有道