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STL容器课程

第二课 《无限成长盒——认识Vector（动态数组）》

第一幕：魔法盒子诞生

1、很久很久以前。

（1）程序王国里。

小程序员小C已经学会了数组。

他十分开心。

因为数组可以保存很多很多数据。

（2）例如：

保存五个数字。

int a[5];

保存十个数字。

int a[10];

保存一百个数字。

int a[100];

（3）可是……

有一天。

国王交给了他一个新任务。

2、国王的新任务

（1）国王说：

今天有一些小朋友来报名参加编程比赛。

一开始来了：

3个人。

后来又来了：

5个人。

下午。

又来了：

20个人。

晚上。

又来了：

100个人。

（2）小C办理登记。

他说：

"我用数组！"

开始写下：

int student[10];

开始保存。

可是……

到了第11个学生。

程序停住了。

因为：

盒子满了！

3、思考一下

如果数组只能放10个人。

后来来了100个人。

怎么办？

学生通常会回答：

"开一个更大的数组！"

例如：

int student[100];

老师继续问：

那原来的10个人怎么办？

是不是还要：

一个一个复制过去？

如果后来来了1000个人呢？

是不是又要重新复制？

孩子很快就会发现：

数组好像不太方便。

第二幕：魔法工程师发明了Vector

1、就在大家发愁的时候。

程序王国最厉害的工程师来了。

他说：

"不用重新开盒子。"

"我发明了一个自己会长大的盒子。"

它的名字叫：

Vector（动态数组）

2、为什么叫动态数组？

因为：

它和数组一样。

也是按顺序保存数据。

但是：

空间不够的时候。

它会自己长大！

3、所以：

Vector还有一个中文名字：

动态数组。

第三幕：请出Vector

1、和以前一样。

想使用一个工具。

必须先把工具请出来。

#include <iostream> #include <vector> using namespace std;

2、以前：

int a[100];

是数组。

3、今天：

vector<int> a;

就是动态数组。

第四幕：创建第一个Vector

vector<int> score;

1、vector

表示：

我要使用动态数组。

2、int

里面保存整数。

3、score

变量名字。

整个意思就是：

创建一个可以保存很多整数<int>的动态数组 vector 的对象，它的名字叫score。

第五幕：往盒子里放东西——push_back()

1、现在盒子是空的。

放进去一个数字。

score.push_back(95);

再放。

score.push_back(88);

继续放。

score.push_back(100);

这时候。

盒子里面就是：

95 88 100

2、第一个完整程序

#include <iostream> #include <vector> using namespace std; int main() { vector<int> score; score.push_back(95); score.push_back(88); score.push_back(100); cout << "成绩如下：" << endl; for (int i = 0; i < score.size(); i++) { cout << score[i] << " "; } return 0; }

输出：

成绩如下： 95 88 100

第六幕：Vector也有下标

1、数组这样访问：

a[2]

Vector呢？

答案：

一样。

score[0] score[1] score[2]

2、访问和数组几乎一样！

这就是Vector最大的优点。

第七幕：有多少个元素？

1、数组：

int a[100];

同学们必须记住：

到底用了几个。

例如利用计数器：

cnt

2、而Vector不用。

直接调用size函数就知道:

score.size()

例如：

cout << score.size();

输出：

3

是不是方便很多？

第八幕：最后一个同学退出比赛——pop_back()

1、假设：

盒子里面。

95 88 100

最后一个人退出。

怎么办？

score.pop_back();

现在：

95 88

是不是很方便？

注意：

只能删除最后一个。

第九幕：看看第一个和最后一个

1、继续介绍两个很有用的成员函数。

（1）取第一个元素

front()

表示：

第一个元素。

例如：

cout << score.front();

输出：

95

（2）取最后一个元素

back()

例如：

cout << score.back();

输出：

88

第十幕：盒子空了吗？

1、想知道里面有没有东西。

怎么办？

直接问。

score.empty()

2、如果为空。

返回：

true

否则：

false

3、例如：

if(score.empty()) { cout<<"盒子空了"; } else { cout<<"还有东西"; }

第十一幕：清空盒子

全部不要了。

score.clear();

一下子全部清空。

第十二幕：课堂小游戏——猜结果

第一题

vector<int> a; a.push_back(3); a.push_back(5); a.push_back(8); cout<<a.size();

答案：

3

第二题

a.pop_back(); cout<<a.back();

答案：

5

第三题

a.clear(); cout<<a.empty();

答案：

1

（true）

第十三幕：魔法整理机器人——Vector排序（sort）

一、使用sort需要的头文件

sort不是Vector里面的成员函数。

它属于：

算法工具（algorithm）

所以。

除了

#include <vector>

还要再请一位帮手。

#include <algorithm>

完整写法：

#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std;

二、sort怎么用？

1、常见写法：

sort(a.begin(), a.end());

意思就是：

把a里面所有元素排序。

同学们只需要记住一句口诀：

begin() 是开始。

end() 是结束。

2、所以：

sort(开始,结束);

就是：

从第一个元素。

一直排到最后一个元素。

三、<vector>的排序程序

例如：

#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; int main() { vector<int> score; score.push_back(95); score.push_back(60); score.push_back(88); score.push_back(100); score.push_back(75); sort(score.begin(), score.end()); cout << "排序后：" << endl; for(int x : score) { cout << x << " "; } return 0; }

运行结果：

60 75 88 95 100

排序前：

95 60 88 100 75

↓

sort以后。

60 75 88 95 100

四、为什么是写begin()和end()？

1、画图

+----+----+----+----+----+ 95 60 88 100 75 ↑ ↑ begin() end()

2、begin()

就是：

第一个元素的位置。

3、end()

不是最后一个元素。

而是：

最后一个元素后面的那个位置。

4、这样写。

sort才能知道：

"我要整理整个盒子。"

五、课堂实践——整理水果价格

1、水果店今天进货。

价格分别是：

12 5 20 8 15

2、老板说：

请按价格从便宜到贵排列。

3、参考程序：

#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; int main() { vector<int> price; price.push_back(12); price.push_back(5); price.push_back(20); price.push_back(8); price.push_back(15); sort(price.begin(), price.end()); cout << "价格排序后：" << endl; for(int x : price) { cout << x << " "; } return 0; }

输出：

5 8 12 15 20

六、课堂实践——学生成绩排名

1、老师输入5位同学成绩。

例如：

90 75 100 88 95

2、要求：

按照成绩从低到高输出。

3、参考程序：

#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; int main() { vector<int> score; for(int i = 0; i < 5; i++) { int x; cin >> x; score.push_back(x); } sort(score.begin(), score.end()); cout << "成绩排名：" << endl; for(int x : score) { cout << x << " "; } return 0; }

例如输入：

90 75 100 88 95

输出：

75 88 90 95 100

八、课堂小游戏——猜排序结果

第一题

vector<int> a; a.push_back(5); a.push_back(2); a.push_back(8); a.push_back(1); sort(a.begin(),a.end());

输出：

1 2 5 8

第二题

vector<int> a; a.push_back(30); a.push_back(10); a.push_back(20); sort(a.begin(),a.end());

输出：

10 20 30

第三题

vector<int> a; a.push_back(7); a.push_back(7); a.push_back(3); a.push_back(5); sort(a.begin(),a.end());

输出：

3 5 7 7

sort不会删除重复元素，它只是把元素按顺序排列。

九、本节课总结

今天，我们认识了STL中的自动排序机器人——sort()。

不用自己写冒泡排序、选择排序等代码，只需一行代码，就能快速完成排序。

记住今天最重要的两句话：

#include <algorithm>

表示请出排序工具。

sort(a.begin(), a.end());

表示把整个vector从小到大排序。

记忆口诀

整理数据不用愁，sort出手解烦忧；
begin()从头走，end()排到最后头；
一行代码排整齐，Vector 学习更轻松！

第十四幕：什么时候使用Vector？

老师问：

下面这些情况。

应该选择数组。

还是Vector？

情况一

一年级有50名学生。

永远都是50人。

答案：

数组。

情况二

今天来了多少游客。

不知道。

答案：

Vector。

情况三

保存比赛成绩。

人数不断增加。

答案：

Vector。

情况四

保存棋盘：

19×19

固定大小。

答案：

数组。

不是Vector一定比数组好，而是要根据问题选择工具。

总结

今天，我们认识了 STL 中最常用的容器——Vector（动态数组）。

它最大的特点是：

• 大小可以自动增长。

• 使用方式和数组非常相似。

• 支持下标访问。

• 可以方便地在末尾添加和删除元素。

今天学会了 7 个最常用的成员函数：

记忆口诀：

数组大小先定好，Vector 长大不用愁；
后面放用push_back()，最后删除pop_back()；
size()数数量，empty()看空忙；
front()看最前，back()看最后，学会 Vector 真顺手！