Динамический массив vector

В языке C++ стандартный класс vector из библиотеки STL представляет собой динамический массив: он хранит элементы подряд в памяти, как обычный массив, но при этом может автоматически менять свой размер. В задачах vector используется очень часто и практически всегда удобнее обычного массива.

Подключение заголовка и пространство имен

Для использования vector нужно подключить заголовочный файл c вот такой строкой:

#include <vector>

Тип элементов в vector

Объект vector всегда хранит элементы одного и того же типа. Запись

vector<int> a;

означает «динамический массив целых чисел». В угловых скобках < > указывается тип элементов:

• vector<int> — массив целых чисел;
• vector<long long> — массив 64-битных целых;
• vector<double> — массив чисел с плавающей точкой;
• vector<string> — массив строк и т.д.

Нельзя создать vector, в котором часть элементов целые числа, а часть строки. Тип должен быть одинаковым для всех элементов.

Создание пустого vector

Такая строка создаст пустой vector, в который потом можно добавлять элементы:

vector<int> a; // пустой vector<int> без элементов

Такой vector имеет размер 0, то есть он пока не хранит ни одного элемента.

Создание vector заданной длины

Если заранее известно, сколько элементов нужно хранить, удобнее сразу создать vector нужного размера:

int n = 10;
vector<int> a(n); // vector из n целых чисел

В этом случае создается массив длины n, все элементы которого проинициализированы значениями по умолчанию:

• для числовых типов (например, int, long long, double) это 0;
• для bool — false;
• для string — пустая строка "".

Расширение пустого вектора является немного более долгой операцией чем постепенное его увеличение, потому если вы заранее знаете нужный вам размер, то лучше сразу создать его нужной длины.

Можно сразу задать не только размер, но и начальное значение всех элементов:

int n = 5;
vector<int> a(n, 7); // 5 элементов, все равны 7

Обращение к элементам vector

Обращение к элементам vector полностью совпадает с обращением к элементам обычного массива. Индексация начинается с 0.

vector<int> a(5); // элементы: a[0], a[1], a[2], a[3], a[4]

a[0] = 10;
a[1] = 20;
int x = a[0] + a[1]; // x = 30

Важно: допустимыми индексами являются числа от 0 до a.size() - 1. Обращение к элементу с индексом вне этого диапазона (например, a[-1] или a[5] при длине 5) приводит к неопределенному поведению программы и может вызвать ошибку.

Размер vector: метод size()

Метод size() возвращает текущее число элементов в vector:

vector<int> a(5);
cout << a.size() << endl; // выведет 5

a.push_back(42);
cout << a.size() << endl; // теперь размер 6

Тип возвращаемого значения — целое беззнаковое число, но в олимпиадном коде обычно можно просто писать int n = a.size();, если размер массива гарантированно не превышает диапазона int.

Чтение vector из стандартного потока ввода

Часто по условию задачи сначала задается число n — количество элементов, а затем следуют сами элементы. Пример ввода:

5
1 3 5 7 9

Программа для чтения такого массива с помощью vector:

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main() {
    int n;
    cin >> n;              // читаем количество элементов
    vector<int> a(n);      // создаем vector нужного размера

    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        cin >> a[i];       // читаем i-й элемент
    }

    // дальше можно работать с массивом a
    return 0;
}

Вывод vector в стандартный поток вывода

Чтобы вывести все элементы vector, используют обычный цикл:

for (int i = 0; i < n; ++i) {
    cout << a[i] << " ";
}
cout << endl;

Основные методы vector

push_back

Метод push_back(x) добавляет элемент x в конец vector. Размер увеличивается на 1.

vector<int> a; // пустой vector

a.push_back(10); // a: [10]
a.push_back(5);  // a: [10, 5]
a.push_back(7);  // a: [10, 5, 7]

back

Метод back() возвращает ссылку на последний элемент vector.

vector<int> a;
a.push_back(3);
a.push_back(7);
a.push_back(5);

int last = a.back(); // last = 5

Использовать back() можно только тогда, когда в vector уже есть хотя бы один элемент (то есть a.size() > 0).

pop_back

Метод pop_back() удаляет последний элемент vector. Размер уменьшается на 1.

vector<int> a;
a.push_back(1);
a.push_back(2);
a.push_back(3); // a: [1, 2, 3]

a.pop_back();   // a: [1, 2]
a.pop_back();   // a: [1]

Нельзя вызывать pop_back() для пустого вектора (когда a.size() == 0).

size

Уже упомянутый метод size() возвращает количество элементов в vector. Часто используется в циклах:

for (int i = 0; i < a.size(); ++i) {
    cout << a[i] << " ";
}

resize

Метод resize(n) изменяет размер vector:

• если новый размер больше текущего, в конец добавляются новые элементы, проинициализированные значением по умолчанию;
• если новый размер меньше текущего, хвостовые элементы удаляются.

vector<int> a;
a.push_back(1);
a.push_back(2);     // a: [1, 2], size = 2

a.resize(5);        // a: [1, 2, 0, 0, 0], size = 5

a.resize(1);        // a: [1], size = 1

Есть также форма resize(n, value), которая задает начальное значение для добавляемых элементов:

vector<int> a(2, 5); // a: [5, 5]
a.resize(4, 7);      // a: [5, 5, 7, 7]

← Вернуться на главную