詳解C++ STL vector容器訪問元素的幾種方式

學會如何創建並初始化 vector 容器之後,本節繼續來學習如何獲取(甚至修改)容器中存儲的元素。

訪問vector容器中單個元素

首先,vector 容器可以向普通數組那樣訪問存儲的元素,甚至對指定下標處的元素進行修改,比如:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    //獲取容器中首個元素
    cout << values[0] << endl;
    //修改容器中下標為 0 的元素的值
    values[0] = values[1] + values[2] + values[3] + values[4];
    cout << values[0] << endl;
    return 0;
}

運行結果為:
1
14

顯然,vector 的索引從 0 開始,這和普通數組一樣。通過使用索引,總是可以訪問到 vector 容器中現有的元素。

值得一提的是,容器名[n]這種獲取元素的方式,需要確保下標 n 的值不會超過容器的容量(可以通過 capacity() 成員函數獲取),否則會發生越界訪問的錯誤。幸運的是,和 array 容器一樣,vector 容器也提供瞭 at() 成員函數,當傳給 at() 的索引會造成越界時,會拋出std::out_of_range異常。

舉個例子:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    //獲取容器中首個元素
    cout << values.at(0) << endl;
    //修改容器中下標為 0 的元素的值
    values.at(0) = values.at(1) + values.at(2) + values.at(3) + values.at(4);
    cout << values.at(0) << endl;
    //下面這條語句會發生 out_of_range 異常
    //cout << values.at(5) << endl;
    return 0;
}

運行結果為:
1
14

讀者可能有這樣一個疑問,即為什麼 vector 容器在重載 [] 運算符時,沒有實現邊界檢查的功能呢?答案很簡單,因為性能。如果每次訪問元素,都去檢查索引值,無疑會產生很多開銷。當不存在越界訪問的可能時,就能避免這種開銷。

除此之外,vector 容器還提供瞭 2 個成員函數,即 front() 和 back(),它們分別返回 vector 容器中第一個和最後一個元素的引用,通過利用這 2 個函數返回的引用,可以訪問(甚至修改)容器中的首尾元素。

舉個例子:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    cout << "values 首元素為:" << values.front() << endl;
    cout << "values 尾元素為:" << values.back() << endl;
    //修改首元素
    values.front() = 10;
    cout <<"values 新的首元素為:" << values.front() << endl;
    //修改尾元素
    values.back() = 20;
    cout << "values 新的尾元素為:" << values.back() << endl;
    return 0;
}

輸出結果為:
values 首元素為:1
values 尾元素為:5
values 新的首元素為:10
values 新的尾元素為:20

另外,vector 容器還提供瞭 data() 成員函數,該函數的功能是返回指向容器中首個元素的指針。通過該指針也可以訪問甚至修改容器中的元素。比如:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    //輸出容器中第 3 個元素的值
    cout << *(values.data() + 2) << endl;
    //修改容器中第 2 個元素的值
    *(values.data() + 1) = 10;
    cout << *(values.data() + 1) << endl;
    return 0;
}

運行結果為:
3
10

訪問vector容器中多個元素

如果想訪問 vector 容器中多個元素,可以借助 size() 成員函數,該函數可以返回 vector 容器中實際存儲的元素個數。例如:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    //從下標 0 一直遍歷到 size()-1 處
    for (int i = 0; i < values.size(); i++) {
        cout << values[i] << " ";
    }
    return 0;
}

運行結果為:
1 2 3 4 5

註意,這裡不要使用 capacity() 成員函數,因為它返回的是 vector 容器的容量,而不是實際存儲元素的個數,這兩者是有差別的。
關於 vector 容器 capacity() 和 size() 的差別,可以閱讀 《STL vector容量(capacity)和大小(size)的區別》一文。

或者也可以使用基於范圍的循環,此方式將會逐個遍歷容器中的元素。比如:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    for (auto&& value : values)
        cout << value << " ";
    return 0;
}

運行結果為:
1 2 3 4 5

另外還可以使用 vector 迭代器遍歷 vector 容器,這裡以 begin()/end() 為例:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    for (auto first = values.begin(); first < values.end(); ++first) {
        cout << *first << " ";
    }
    return 0;
}

運行結果為:
1 2 3 4 5

當然,這裡也可以使用 rbegin()/rend()、cbegin()/cend()、crbegin()/crend() 以及全局函數 begin()/end() ,它們都可以實現對容器中元素的訪問。

到此這篇關於詳解C++ STL vector容器訪問元素的幾種方式的文章就介紹到這瞭,更多相關C++ STL vector容器訪問元素內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet!