Cơ bản về lớp Vector

Dẫn nhập

Ở bài học trước, mình đã chia sẻ cho các bạn khái niệm CON TRỎ TRỎ ĐẾN CON TRỎ (Pointers to pointers) trong C++.  

Lưu ý : Bạn nên tránh sử dụng con trỏ trỏ đến con trỏ trừ khi không có giải pháp nào khác.

Hôm nay, mình sẽ giới thiệu cho các bạn một cách để sử dụng mảng động mà không cần thao tác quá phức tạp bằng con trỏ, đó là Cơ bản về std::vector.

Nội dung

Để đọc hiểu bài này tốt nhất các bạn nên có kiến thức cơ bản về:

• TỪ KHÓA AUTO TRONG C++11 (The auto keyword)
• VÒNG LẶP FOR EACH TRONG C++11 (For each loops)
• MẢNG MỘT CHIỀU (Arrays)

Trong bài ta sẽ cùng tìm hiểu các vấn đề:

• Tổng quan về lớp std::vector
• Cơ chế ngăn chặn rò rỉ bộ nhớ của std::vector
• Một số thao tác với mảng kiểu std::vector

Tổng quan về lớp std::vector

Trong bài học  LỚP DỰNG SẴN ARRAY, chúng ta đã biết lớp std::array dùng để giải quyết những vấn đề về quản lý và sử dụng mảng tĩnh.

Tương tự, C++ cung cấp lớp std::vector hỗ trợ việc thao tác với mảng động an toàn và dễ dàng hơn. Với lớp std::vector, bạn có thể tạo các mảng động mà không cần phải cấp phát và thu hồi vùng nhớ bằng cách sử dụng toán tử new và delete.

Để sử dụng lớp std::vector, bạn cần khai báo thư viện và namespace:

#include <vector>
using namespace std;
// không cần cung cấp độ dài mảng tại thời điểm biên dịch
vector<int> array;
vector<int> array2 = { 9, 7, 5, 3, 1 };
vector<int> array3{ 9, 7, 5, 3, 1 };
1
2
3
4
5
6
7

Giống như std::array, việc truy cập các phần tử mảng có thể được thực hiện thông qua toán tử [] (không kiểm tra phạm vi mảng) hoặc hàm at() (có kiểm tra phạm vi mảng):

array[1] = 5; // không kiểm tra phạm vi mảng
array.at(1) = 5; // có kiểm tra phạm vi mảng
1
2
3

Cơ chế ngăn chặn rò rỉ bộ nhớ của std::vector

Khi một biến vector ra khỏi phạm vi được định nghĩa, nó sẽ tự động giải phóng vùng nhớ mà nó nắm giữ. Điều này không chỉ tiện dụng (vì bạn không phải tự làm điều đó), nó còn giúp ngăn ngừa rò rỉ bộ nhớ.

Xét hàm dưới đây:

void doSomething(bool earlyExit)
{
	int *array = new int[3]{ 1, 3, 2 };

	if (earlyExit) // thoát khỏi hàm
		return;

	delete[] array; // trường hợp hàm thoát sớm, array sẽ không bị xóa
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Tuy nhiên, nếu biến array là kiểu vector, bộ nhớ sẽ được giải phóng ngay khi thoát khỏi hàm. Điều này làm cho std::vector ngăn chặn được việc rò rỉ bộ nhớ.

Một số thao tác với mảng kiểu std::vector

Xem kích thước của mảng kiểu std::vector

Để xem kích thước mảng gồm bao nhiêu phần tử, sử dụng hàm size():

vector<int> arr = { 2, 5, 8, 3, 1 };
cout << arr.size() << endl;
1
2
3

Output: 5

Thay đổi kích thước mảng kiểu std::vector

Thay đổi kích thước một mảng được cấp phát động rất phức tạp. Tuy nhiên, điều này rất đơn giản đối với std::vector thông quay hàm resize():

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

int main()
{
	vector<int> array{ 2, 5, 8, 3, 1 }; // mảng 5 phần tử
	array.resize(10); // thay đổi độ dài mảng thành 10 phần tử

	cout << "Do dai mang: " << array.size() << '\n';

	for (auto const &item : array)
		cout << item << ' ';

	system("pause");
	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

Chú ý: Khi thay đổi kích thước mảng sdt::vector, các giá trị phần tử hiện có được giữ nguyên. Các phần tử mới được khởi tạo bằng giá trị mặc định của kiểu dữ liệu mảng.

Các vector có thể được thay đổi kích thước để nhỏ hơn:

vector<int> array{ 2, 5, 8, 3, 1 }; // mảng 5 phần tử
array.resize(3); // 2 5 8, phần tử thứ 4 trở đi sẽ bị cắt bỏ
1
2
3

Dung lượng và kích thước của std::vector

Không giống như mảng thông thường hoặc mảng dựng sẵn std::array (chỉ chứa kích thước mảng), std::vector chứa hai thuộc tính riêng biệt: kích thước (size) và dung lượng (capacity).

• Kích thước (size) trả về số lượng phần tử đang được sử dụng trong mảng.
• Dung lượng (capacity) trả về số lượng phần tử được cấp phát cho vector trong bộ nhớ.

Ví dụ:

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

int main()
{
	vector<int> array;
	array = { 0, 1, 2, 3, 4 }; // length = 5, cap = 5
	cout << "length: " << array.size() << "  capacity: " << array.capacity() << '\n';

	array = { 9, 8, 7 }; // length = 3, cap = 5
	cout << "length: " << array.size() << "  capacity: " << array.capacity() << '\n';

	system("pause");
	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

Output:

Thay đổi kích thước một mảng rất tốn kém về mặt tính toán, vì vậy dung lượng (capacity) sinh ra để giảm thiểu việc cấp phát lại vùng nhớ khi thay đổi kích thước mảng.

Chúng ta có thể cấp phát một dung lượng (capacity) ban đầu cho std::vector bằng hàm reserve():

vector<int> array;
array.reserve(5); // đặt dung lượng vector là 5
1
2
3

Hành vi ngăn xếp trên std::vector

Mặc dù std::vector có thể được sử dụng như một mảng động, nhưng nó cũng có thể được sử dụng như một ngăn xếp. Std::vector cung cấp 3 phương thức:

• push_back() thêm một phần tử vào cuối vector.
• back() trả về giá trị của phần tử cuối vector.
• pop_back() xóa một phần tử cuối vector.

Ví dụ:

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

void printStack(const vector<int> &stack)
{
	for (const auto &element : stack)
		cout << element << ' '; 
	cout << "(cap " << stack.capacity() << " length " << stack.size() << ")\n";
}

int main()
{
	vector<int> stack;

	stack.push_back(5); // push_back() thêm một phần tử vào cuối vector
	printStack(stack);

	stack.push_back(3);
	printStack(stack);

	stack.push_back(2);
	printStack(stack);

// back() trả về giá trị của phần tử cuối
	cout << "Phan tu cuoi: " << stack.back() << '\n'; 

	stack.pop_back(); // pop_back() xóa một phần tử cuối vector
	printStack(stack);

	stack.pop_back();
	printStack(stack);

	stack.pop_back();
	printStack(stack);

	system("pause");
	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40

Output:

Kết luận

Qua bài học này, bạn đã nắm được cơ bản về Cơ bản về std::vector trong C++. Vì std::vector hỗ trợ việc thao tác với mảng động an toàn và dễ dàng hơn, nên bạn nên sử dụng std :: vector trong hầu hết các trường hợp cần mảng động.

Trong bài tiếp theo, mình sẽ giới thiệu cho các bạn những TRUYỀN ĐỊA CHỈ CHO HÀM (Passing arguments by address) trong C++.

Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết. Hãy để lại bình luận hoặc góp ý của mình để phát triển bài viết tốt hơn. Đừng quên “Luyện tập – Thử thách – Không ngại khó”.

---

Tải xuống

Tài liệu

Nhằm phục vụ mục đích học tập Offline của cộng đồng, Kteam hỗ trợ tính năng lưu trữ nội dung bài học Cơ bản về lớp Vector dưới dạng file PDF trong link bên dưới.

Ngoài ra, bạn cũng có thể tìm thấy các tài liệu được đóng góp từ cộng đồng ở mục TÀI LIỆU trên thư viện Howkteam.com

Đừng quên like và share để ủng hộ Kteam và tác giả nhé!

Thảo luận

Nếu bạn có bất kỳ khó khăn hay thắc mắc gì về khóa học, đừng ngần ngại đặt câu hỏi trong phần BÌNH LUẬN bên dưới hoặc trong mục HỎI & ĐÁP trên thư viện Howkteam.com để nhận được sự hỗ trợ từ cộng đồng.

CỘNG ĐỒNG HỎI ĐÁP HOWKTEAM.COM

GROUP THẢO LUẬN FACEBOOK