如何让vector resize函数更有效地处理数据？

小蓝 • 2024-12-21 13:03 • 编程

一、了解vector的resize函数以及其作用

在编写程序时，我们经常会使用STL库中的容器，而vector是其中最为常用的容器之一。在使用vector的过程中，resize函数是一个重要的函数，它可以改变vector的大小。具体来说，resize函数有两种形式，一种是resize(n)，表示将向量大小变为n，另一种是resize(n,val)，表示向量大小变为n并且默认填充val值。通过resize函数，我们可以通过增加或减少vector的大小来管理我们的数据。

二、减少resize函数的调用次数

resize函数是一个费时的操作，如果在程序中频繁调用resize函数，将会显著影响程序的性能。因此，我们需要尽可能的减少resize函数的调用次数。具体实现的方法有两个：

1、在创建vector对象时，尽量设置其初始长度。因为设置较大的初始长度可以减少resize函数的调用次数。

#include <vector>
using namespace std;

int main(){
    vector v(1000); // 设置初始长度为1000
    return 0;
}

2、在对vector进行数据入栈或出栈操作时，可以预估一下元素的总个数，从而提前调用一次resize函数。这样做可以避免在每次插入或删除元素时都进行一次resize，从而提高程序的效率。

#include <vector>
using namespace std;

int main(){
    vector v;
    int n = 1000;
    v.reserve(n); // 预分配存储空间
    for(int i = 0; i < n; i++){
        v.push_back(i); // 插入元素
        if(v.size() == v.capacity()) v.reserve(v.size() * 2); // 若容量不够则重新预分配存储空间
    }
    return 0;
}

三、使用emplace_back替代push_back函数

在对vector进行数据入栈操作时，我们一般使用push_back函数来实现。然而，push_back函数每次插入元素都会复制一份元素，造成不必要的开销。因此，我们可以使用emplace_back函数代替push_back函数，它可以直接在vector的末尾构造元素，避免了复制构造函数和析构函数的开销。

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

struct Person{
    string name;
    int age;
    Person(string name, int age) : name(name), age(age) {}
};

int main(){
    vector v;
    v.emplace_back("Alice", 18); // 直接在vector的末尾构造Person对象
    return 0;
}

四、使用reserve函数提前分配内存

在对vector进行连续的数据入栈操作时，可以使用reserve函数提前为vector分配一块空间。这样做可以避免当数据超过vector的容量时，vector需要重新分配一块空间，并将原数据拷贝到新的空间中的开销。

#include <vector>
using namespace std;

int main(){
    vector v;
    int n = 1000;
    v.reserve(n); // 预分配存储空间
    for(int i = 0; i < n; i++) v.push_back(i); // 插入元素
    return 0;
}

五、使用指针或引用操作vector中的元素

在对vector中的元素进行操作时，我们可以使用指针或引用来避免拷贝元素的开销。具体来说，我们可以使用迭代器或者下标操作符实现指针或引用的操作。

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

int main(){
    vector v;
    int n = 1000;
    v.reserve(n); // 预分配存储空间
    for(int i = 0; i < n; i++) v.push_back(i); // 插入元素
    for(auto& x : v) x *= 2; // 使用引用操作元素
    for(int i = 0; i < n; i++) cout << v[i] << endl; // 使用下标操作符访问元素
    return 0;
}

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