[C++ Data Structure] 벡터
벡터
#include <vector>로 사용할 수 있습니다.
벡터(vector)는 동적 배열을 구현한 컨테이너로, 크기를 동적으로 변경할 수 있는 배열처럼 작동합니다.
배열과 비슷하지만 메모리 관리와 크기 조정같은 작업을 자동으로 처리해줍니다.
벡터의 크기가 할당된 메모리의 크기만큼 사용할 경우 기존 메모리를 새로운 크기로 재할당 합니다.
이 과정에서 용량(메모리)의 크기가 2배가 되며, 복사가 발생합니다.
내부적으로 동적 메모리를 관리하므로, 사용자가 직접 new나 delete를 사용할 필요가 없습니다.
내부적으로 요소들이 연속적인 메모리에 저장되므로, 일반 배열처럼 빠른 임의 접근(랜덤 액세스)이 가능합니다.
접근 시간은 $O(1)$입니다.
원소를 추가/삭제할 때 마지막 원소에 대해 가장 효율적입니다.
중간에 삽입/삭제 시 비효율적입니다.
다양한 데이터 타입을 지원하며, 사용자 정의 타입도 저장할 수 있습니다.
벡터 초기화
std::vector<[DataType]> [변수이름]
// 기본 생성 및 초기화 없이 정의
std::vector<int> numbers1;
// 오른쪽 변수 값으로 초기화
std::vector<int> numbers2 = { 1, 2, 4, 7, 2, 9, 231 };
// 다른 벡터를 기반으로 복사 초기화
std::vector<int> numbers3 = numbers2;
std::vector<int> numbers4(numbers2);
std::vector<int> numbers5{ numbers2 };
// 특정 크기로 생성 및 초기화 없이 정의
std::vector<double> numbers3(3);
// 특정 크기와 초기값으로 정의
std::vector<std::string> words(2, "string");
주요 연산자
[ ]
인덱스를 사용해 요소에 접근합니다.
범위를 확인하지 않습니다.
numbers[1];
numbers[5];
주요 함수
push_back
벡터 끝에 요소를 추가합니다.
이미 생성된 객체를 추가하므로 복사 또는 이동 생성자가 필요합니다.
push_back(value);
numbers1.push_back(10);
numbers1.push_back(20);
words.push_back("abc");
words.push_back("apple");
emplace_back
push_back함수와 비슷하지만 컨테이너의 끝에 요소를 “직접 생성”하여 추가합니다.
즉, 필요한 인자가 전달되면 벡터 내부에서 객체가 직접 생성되어 추가됩니다.
객체를 생성하는 데 여러 인자를 전달해야 하는 경우 사용합니다.
복사나 이동 연산을 피하고 싶을 때 사용합니다.
객체 생성 과정에서 성능 최적화가 중요한 경우 사용합니다.
emplace_back은 객체를 생성하는 데 필요한 정확한 인자를 전달해야 합니다.
생성자가 없는 객체나 초기화 인자가 잘못된 경우 컴파일 에러가 발생할 수 있습니다.
numbers2.emplace_back(13);
numbers2.emplace_back(17);
words.emplace_back("abc");
words.emplace_back("apple");
insert
특정 위치에 새 요소를 추가합니다.
중간 삽입 시, 뒤쪽 요소를 뒤로 이동한 후 삽입됩니다.
insert(pos, value);
//3번째 인덱스에 8삽입하고, 뒤에 인덱스는 1씩 밀립니다.
numbers1.insert(numbers1.begin() + 3, 8);
// 끝에 5가 3번 삽입됩니다.
numbers1.insert(numbers1.end(), 3, 5);
swap
두 벡터의 요소와 용량을 교환합니다.
numbers1.swap(numbers2);
at
인덱스 범위를 확인하고, 접근합니다.
numbers2.at(1);
numbers2.at(5);
front
첫번째 요소의 참조를 반환합니다.
numbers1.front();
back
마지막 요소의 참조를 반환합니다.
numbers.back();
size
현재 저장된 요소의 개수를 반환합니다.
numbers.size();
capacity
메모리가 할당된 총 크기를 반환합니다.
numbers.capacity();
empty
벡터가 비었으면 true값을 반환하고, 그렇지 않으면 false를 반환합니다.
numbers1.empty();
resize
벡터의 크기인 size를 변경합니다.
새로 추가된 요소는 기본값이나 지정된 값으로 초기화 됩니다.
필요한 경우 메모리가 재할당됩니다.
// 크기를 3으로 변경합니다.
// 크기가 더 커졌을 경우 기본값으로 초기화합니다.
// 크기가 더 작아졌을 경우 뒤의 요소가 삭제됩니다.
numbers1.resize(3);
// 크기를 7로 변경하고 더 커졌을 경우 5로 초기화합니다.
numbers1.resize(7, 5);
reserve
벡터에 미리 동적 할당을 받아 최소 용량을 설정해둡니다.
이미 확보된 용량 크기인 경우 아무 작업도 수행하지 않습니다.
동적 메모리 재할당으로 인한 비용을 줄이는 데 사용됩니다.
이 과정에서 실제 크기에는 영향을 주지 않습니다.
빈 슬롯은 초기화되지 않습니다.
// 최소 용량을 10으로 설정합니다.
numbers1.reserve(10);
shrink_to_fit
남은 여유 용량(메모리)를 반환하여 capacity를 size와 같게 맞춥니다.
numbers1.shrink_to_fit();
pop_back
마지막 요소를 제거합니다.
numbers2.pop_back();
erase
특정 위치나 범위의 요소를 제거합니다.
// 두 번째 요소 삭제
numbers1.erase(numbers.begin() + 1);
clear
모든 요소를 제거합니다.
요소만 제거하며, 메모리는 남아있습니다.
즉, size만 줄어들고 capacity는 변하지 않습니다.
numbers1.clear();
begin & end
begin은 첫 번째 요소를 가리키는 반복자를 반환합니다.
end는 마지막 요소의 바로 다음 위치를 가리키는 반복자를 반환합니다.
벡터의 요소를 순회하거나 반복자(Iterator)를 사용할 때 사용됩니다.
// 반복자를 이용한 요소 출력
for (auto it = numbers1.begin(); it != numbers1.end(); ++it) {
std::cout << *it << " ";
}
rbegin & rend
rbegin은 마지막 요소를 가리키는 역방향 반복자를 반환합니다.
rend는 첫 번째 요소의 이전 위치를 가리키는 역방향 반복자를 반환합니다.
벡터의 요소를 순회하거나 반복자(Iterator)를 사용할 때 사용됩니다.
C++11에서 추가됐습니다.
for (auto it = numbers1.rbegin(); it != numbers1.rend(); ++it) {
std::cout << *it << " ";
}
cbegin & cend
cbegin은 첫 번째 요소를 가리키는 읽기 전용(const) 반복자를 반환합니다.
cend는 마지막 요소의 바로 다음 위치를 가리키는 읽기 전용(const) 반복자를 반환합니다.
C++11에서 추가됐습니다.
numbers1.cbegin();
numbers1.cend();
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