擦除/移除std::vector元素

由于std::vector能自动增长，并且使用方式简单，很受C++开发新手的喜爱。可以通过查阅手册，来了解这个容器该如何使用，比如删除元素。这样使用STL容器，只是了解容器的皮毛，容器应该帮助我们写出更简洁、维护性好和更快的代码。

本节的全部内容都是在一个vector实例中删除元素。当vector中部的一个元素消失了，那么位于消失元素右边的所有元素都要往左移(这种操作的时间复杂度为O(n)。新手们会用循环来做这件事，因为循环的确好用。不过，循环会降低代码的优化空间。最后，比起STL的方法，循环是既不快，也不美，

How to do it…

首先，我们使用整数来填充一个std::vector实例，之后剔除一些特定元素。我们演示的从vector实例中删除元素正确的方法。

  1. 包含文件是首要任务。

    1. #include <iostream>
    2. #include <vector>
    3. #include <algorithm>

  2. 声明我们所要使用的命名空间。

    1. using namespace std;

  3. 现在我们来创建一个vector实例，并用整数填满它。

    1. int main(){
    2.     vector<int> v{1, 2, 3, 2, 5, 2, 6, 2, 4, 8};

  4. 然后移除一些元素。需要我们移除哪些呢？2出现的太多次了，就选择2吧。让我们移除它们吧。

    1.     const auto new_end(remove(begin(v), end(v), 2));

  5. 已经完成了两步中的一步。vector在删除这些元素之后，长度并没有发生变化。那么下一步就让这个vector变得短一些。

    1.     v.erase(new_end, end(v));

  6. 我们在这里暂停一下，输出一下当前vector实例中所包含的元素。

    1.     for(auto i : v){
    2.         cout << i << ", "; 
    3.     }
    4.     cout << '\n';

  7. 现在，让我们来移除一组指定的数据。为了完成这项工作，我们先定义了一个谓词函数，其可接受一个数作为参数，当这个数是奇数时，返回true。

    1.     const auto odd([](int i){return i % 2 != 0;});

  8. 这里我们使用remove_if函数，使用上面定义的谓词函数，来删除特定的元素。这里我们将上面删除元素的步骤合二为一。

    1.     v.erase(remove_if(begin(v), end(v), odd), end(v));

  9. 所有的奇数都被删除，不过vector实例的容量依旧是10。最后一步中，我们将其容量修改为正确的大小。需要注意的是，这个操作会让vector重新分配一段内存，以匹配相应元素长度，vector中已存的元素会移动到新的内存块中。

    1.     v.shrink_to_fit();

  10. 打印一下现在vector实例中的元素。

    1.     for (auto i : v) {
    2.         cout << i << ", ";
    3.     }
    4.     cout << '\n';
    5. }

  11. 编译完成后，运行程序，就可以了看到两次删除元素后vector实例中所存在的元素。

    1. $ ./main
    2. 1, 3, 5, 6, 4, 8,
    3. 6, 4, 8,

How it works…

我们可以清楚的看到，要从一个vector实例中移除一个元素，首先要进行删除，然后进行擦除，这样才算真正的移除。这会让人感到困惑，那就让我们近距离观察一下这些步骤是如何工作的。

从vector中移除2的代码如下所示：

  1. const auto new_end (remove(begin(v), end(v), 2));
  2. v.erase(new_end, end(v));

std::begin和std::end函数都以一个vector实例作为参数，并且返回其迭代器，迭代器分别指向第一个元素和最后一个元素，就如下图所示。

擦除/移除std::vector元素 - 图1

std::remove在删除2的时候，会先将非2元素进行移动，然后修改end迭代器的指向。该算法将严格保留所有非2个值的顺序。

在2步中，2的值仍然存在，并且vector应该变短。并且4和8在现有的vector中重复了。这是怎么回事？

让我们再来看一下所有的元素，目前vector的范围并不是原来那样了，其是从begin迭代器，到new_end迭代器。new_end之后的值其实就不属于vector实例了。我们会注意到，在这个范围内的数值，就是我们想要的正确结果，也就是所有的2都被移除了。

最后，也就是为什么要调用erase函数：我们需要告诉vector实例，new_end到end之间的元素我们不需要了。我们仅需要保留begin到new_end间的元素就好了。erase函数会将end指向new_end。这里需要注意的是std::remove会直接返回new_end迭代器，所以我们可以直接使用它。

Note:

vector在这里不仅仅移动了内部指针。如果vector中元素比较复杂，那么在移除的时候，会使用其析构函数来销毁相应的对象。

最后，这个向量就如步骤3所示：的确变短了。那些旧的元素已经不在vector的访问范围内了，不过其仍存储在内存中。

为了不让vector浪费太多的内存，我们在最后调用了shrink_to_fit。该函数会为元素分配足够的空间，将剩余的元素移到该空间内，并且删除之前那个比较大的内存空间。

在上面的第8步中，我们定义了一个谓词函数，并在std::remove_if中使用了它。因为不论删除函数返回怎么样的迭代器，在对vector实例使用擦除函数都是安全的。如果vector中全是偶数，那么std::remove_if不会做任何事情，并且返回end迭代器。之后的调用就为v.erase(end, end);，同样没有做任何事情。

There’s more…

std::remove函数对其他容器同样有效。当使用std::array时，其不支持erase操作，因为其内存空间固定，无法进行自动化处理。因为std::remove只是将要删除的元素移动到容器末尾，而不是将其真正删除，所以这个函数也可以用于不支持空间大小变化的数据类型。当然也有其他类似的方法，例如字符串中，可以用哨兵值\0来覆盖原始的end迭代所指向的值。