Операции с итераторами

Существуют две важных операции для манипуляции ими. С одной из них - advance - мы познакомились в последнем примере. Это просто удобная форма инкрементирования итератора itr на определенное число n:

void advance (InputIterator& itr, Distance& n);

Вторая операция измеряет расстояние между итераторами first и second, возвращая полученное число через ссылку n:

void distance(InputIterator& first, InputIterator& second, Distance& n);

Контейнерные классы Контейнеры последовательностей

Стандартная библиотека С++ предоставляет три контейнера последовательностей – vector, list и deque. Первые два представляют собой классы, организованные по типу массивов, а последний реализует связанный список. Класс vector является одним из наиболее популярных контейнерных классов в STL, динамически изменяющим свои размеры.

Использование контейнера vector наиболее эффективно при добавлении элементов в конец контейнера. Для приложений, выполняющих частые вставки и удаления в конец и начало контейнера, более предпочтительным является deque. Если требуется выполнять вставки и удаление элементов в любое место контейнера, то обычно используется list.

Кроме перечисленных выше компонент-функций, общих для всех STL-контейнеров, контейнеры последовательностей имеют несколько особых: front и back - для возврата ссылки на первый и последний элемент в контейнере, push_back и pop_back – для вставки и удаления последнего элемента контейнера.

Контейнер последовательностей vector

Аналогично обычным массивам в С и С++ класс vector обеспечивает непрерывную область памяти для размещения данных. Следовательно, возможен доступ к любому элементу контейнера посредством индексации. В случае, если при добавлении новых элементов в контейнер объема выделенной памяти недостаточно, vector выделяет память большего размера. Выполняется копирование информации в выделенную область памяти и освобождение старой области памяти.

Контейнер vector поддерживает итераторы произвольного доступа, то есть все операции итераторов (табл. 4) могут быть применены к итератору контейнера vector. Все алгоритмы STL могут работать с контейнером vector.

В приводимой ниже программе демонстрируется использование некоторых компонент-функций класса vector.

#include <iostream>

using std::cin;

using std::cout;

using std::endl;

#include <vector>

template<class T>

void PrintVector(const std::vector<T> &vect);

main()

{ std::vector<int> v,vv;

PrintVector(v);

v.push_back(2);

v.push_back(5);

v.push_back(7);

v.push_back(1);

v.push_back(9);

v[4]=3; // изменить значение 5-го элемента на 3

v.at(3)=6; // изменить значение 3-го элемента на 6

try{ v.at(5)=0; //

}

catch(std::out_of_range e){ //доступ к элементу вне массива (вектора)

cout<<"\nИсключение : "<<e.what();

}

PrintVector(v);

v.erase(v.begin() + 2); // удаление 3-го элемента (начальный индекс 0)

PrintVector(v);

v.insert(v.begin() + 3,7);// добавление 7 после 3-го элемента вектора

PrintVector(v);

vv.push_back(6);

v.swap(vv); // замена массивов v и vv

PrintVector(v);

PrintVector(vv);

vv.erase(vv.begin()+1,vv.end()-2); //удаление со 2-го по n-2 элементов

PrintVector(vv);

vv.clear(); // чистка всего вектора

PrintVector(vv);

return 0;

}

template<class T>

void PrintVector(const std::vector<T> &vect)

{ std::vector<T>::const_iterator pt;

if (vect.empty())

{ cout << endl << "Vector is empty." << endl;

return;

}

cout<<"ВЕКТОР :"

<<" Размер ="<<vect.size()

<<" вместимость ="<<vect.capacity()<<endl;

cout<<"содержимое :";

for(pt=vect.begin();pt!=vect.end();pt++)

cout<<*pt<<' ';

cout<<endl;

}

Инструкция

std::vector<int> v,vv;

определяет два экземпляра класса v и vv для хранения int чисел. При этом создаются два пустых контейнера с нулевым числом элементов и нулевой вместимостью (числом элементов, которые могут быть сохранены в контейнере). Компонента-функция push_back(), имеющаяся во всех контейнерах последовательностей, используется для добавления элемента в контейнер v. Инструкции

v[4]=3;

v.at(3)=6;

демонстрируют два способа индексирования контейнера vector (используются и для контейнера deque). Первая инструкция реализуется перегрузкой операции [], возвращающей либо ссылку на значение в требуемой позиции, либо константную ссылку на это значение, в зависимости от того, является ли контейнер константным. Следующая функция at() выполняет то же, осуществляя дополнительно проверку на выход индекса из диапазона. Функции size() и capacity() возвращают число элементов вектора (диапазон) и его вместимость. Вместимость удваивается каждый раз в том случае, когда при попытке разместить очередной элемент в контейнере все выделенное пространство памяти занято.

При добавлении первого элемента размер стал равен 1 вместимость 1, второго – размер 2 вместимость 2, третьего - 3 и 4 соответственно, четвертого - 4 и 8 и т.д. В примере приведена внешняя функция просмотра вектора и его размера и вместимости PrintVector(). Для прохода по вектору используется итератор pt:

std::vector<T>::const_iterator pt;

Этот итератор (const_iterator) допускает считывание, но не модификацию элементов контейнера vector. При проходе по вектору используются функции begin() и end(), доступные для всех контейнеров первого класса.

Кроме перечисленных выше в программе используются функции класса vector: clear(), empty() и swap().

Контейнер vector не должен быть пустым, иначе результаты функций front и back будут не определены.