29. STL序列化容器详解

1.array

有了前面一章的基础，我们就可以正式来学习使用各个容器了，首先是序列式容器。

注意这些容器会用到最基础的数据结构，如果你对此还不慎了解，那么可以先看看这篇文章：数据结构与算法。

这个容器可能我们平时用的较少，它是一种定长的容器，看名字就知道，基本和我们平时使用的数组没有什么区别。

声明的方式为:

#include<array>
#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	array<int, 100> arr;
}

其模板参数, 第一个为要存储的类型，第二个为大小。

其特点是一旦声明了，这个数组的大小就不可更改了。

你可以像普通数组那样赋值与获取值:

	array<int, 100> arr;
	arr[0] = 1;
	cout << arr[0]<<endl;

但通过下标获取值容易出现访问越界，比如这里为100个元素，范围为0-99，你却访问下标为100的元素，就超界了，有时就会出现获取的值不对，或者程序直接崩溃。

为了解决这个问题,我们可以通过它提供的函数来获取值:

	array<int, 100> arr;
	try
	{
		cout<<arr.at(100);
	}
	catch (const std::exception& e)
	{
		cout << e.what();
	}

然后我们在最外层套一个异常处理，如果越界了，它就会抛出异常，然后我们这个try catch块就会捕获到。

不熟悉异常用法的可以参考文章：异常处理。

我们还可以使用get函数,在编译期间获取这个值:

	array<int, 100> arr;
	cout << get<100>(arr);

如果越界, 就会直接编译失败:

注意这个get函数, 是std里面的，它的模板参数就是你想要获取元素的下标值，而参数就是哪一个对象。

同时要注意，由于它是编译期间完成取值，所以其模板参数不能为变量，只能为常量。

你也可以获取这个数组指针:

	array<int, 100> arr;
	arr[0] = 1;
	int *num=arr.data(); //获取数组指针
	cout << num[0]<<endl; //通过指针来获取值

也可以为它所有的元素都填充数据,并遍历输出:

	array<int, 10> arr;
	arr.fill(100);
	for (auto i = arr.begin(); i != arr.end(); i++)
	{
		cout << *i << endl;
	}

当然你也可以使用反向迭代器来逆向输出:

	array<int, 10> arr;
	for (int i = 0; i < arr.size(); i++)
	{
		arr[i] = i;
	}

	for (auto i = arr.rbegin(); i < arr.rend(); i++)
	{
		cout << *i << endl;
	}

begin函数前面添加一个r，即反向的意思，rbegin函数返回指向最后一个元素的迭代器，而rend则返回第一个元素之前一个位置的迭代器。

注意这里同样使用的是++，这就是反向迭代器。

还有更加简洁的遍历方式:

	for (auto& i : arr)
	{
		cout << i << endl;
	}

所有支持迭代器的容器，均支持这种遍历方式

除了上面的普遍用法外，它对字符数组的支持也非常好，我们完全可以用它来代替普通的char[]字符数组：

	array<char, 100> arr;
	strcpy_s(arr.data(),100,"https;//www.kucoding.com");
	cout << arr.data() << endl;

2.vector

这个容器相信大家应该是最熟悉的，因为它长度可变，几乎可无限追加数据，并且可以像普通数组那样访问，使用起来非常方便，使用频率也非常高。

但使用它也需要注意效率影响，它底层同样是一个有限的连续内存块，它和string一样， 一旦这个内存块不够了，那么它就会重新开辟一块更大的内存，并将原有的数据拷贝到新内存块中。

理解连续内存块这个概念很重要， 因为这意味着string不能做的事，就可以用vector<char>来做。

比如string默认是以\0结尾的，这在处理网络数据的时候非常不便利，你不能保证别人发来的数据字节里面没有\0，比如给你发个图片字节数据，里面肯定或多或少存在\0字节。

但用vector就完全没有这个问题，因为它可以将\0作为一般字符处理，最后可以通过它的data函数来获取这个内存块地址，非常方便。

初始化的方式有很多:

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	vector<int> v; //最常见的,声明一个空的vector
	vector<int> v1(20); //初始化容器的内存大小,可以容纳20个
	vector<int> v2(20,100); //初始化容器的内存大小20,并全部初始化为100
	vector<int> v3{1,2,3,4}; //初始化容器的初始值
}

添加元素的方式:

	vector<int> v;
	v.push_back(1); //尾部添加
	v.emplace_back(2); //尾部添加
	
	auto beg = v.begin(); //获取开始迭代器

	beg=v.emplace(beg, 200); //在指定位置插入一个数,其它元素后移,并返回插入元素的迭代器
	beg = v.insert(beg, 20); //在指定位置插入一个数,其它元素后移,并返回插入元素的迭代器
	//这里通过它们的返回值来更新开始迭代器,保证它始终指向第一个元素

	v.insert(beg + 1, 40);//通过开始迭代器加一个数,实现任意位置插入
	//或v.emplace(beg+1, 40)

	beg = v.begin(); //重新获取开始迭代器
	v.insert(beg, 10, 100); //在开始迭代器的位置,插入10个100
	

这里注意一下push_back与emplace_back函数的区别，它们的功能都是在尾部添加元素。

但push_back在添加前会先创建，然后再拷贝或移动到尾部，而emplace_back则是直接在尾部创建这个元素，效率更高， emplace与insert也是同理。

特别注意：一旦你在头部插入元素，那么先前的开始迭代器指向的就不再是第一个元素了，需要重新获取。

访问元素的方式:

	vector<int> v{1,2,3,4,5};
	cout << v[0]<<endl; //直接通过下标访问
	cout << v.at(1) << endl; //通过at函数访问,如果越绝会抛出异常,可用try catch 语句进行捕获处理
	cout << v.front() << endl; //访问头部元素
	cout << v.back() << endl; //访问尾部元素

修改方式: