[C++] STL vector 사용법 & 예제 총정리

vector란?

vector는 C++ 표준 라이브러리(Standard Template Library)에 있는 컨테이너로 사용자가 손쉽게 사용하기 위해 정의된 class입니다. vector의 가장 큰 장점은 동적으로 원소를 추가할 수 있으며 크기가 자동으로 늘어난다는 점입니다. 쉽게 말해 크기가 가변적으로 변하는 배열이라고 할 수 있습니다. 속도적인 측면에서는 배열에 비해 떨어지지만 메모리를 효율적으로 관리할 수 있다는 장점이 있어 굉장히 많이 사용합니다. vector는 배열과 마찬가지로 원소들이 하나의 메모리 블록에 연속하게 저장됩니다. 그렇기에 원소가 추가되거나 삽입될 때 메모리 재할당이 발생할 수 있고 상당한 부하가 발생하게 된다는 점은 단점으로 꼽히고 있습니다.

 

vector 구조

vector를 생성하면 메모리 heap에 생성되며 동적할당됩니다.

front() : 첫 번째 원소
back() : 마지막 원소
begin() : 첫번째 위치
end() : 마지막의 다음 위치
size() : 원소의 개수
capacity() : 할당된 공간의 크기

 

size와 capacity가 따로 있는 이유

매번 새로운 원소가 들어올 때마다 새로운 메모리가 할당되는 것은 비효율적입니다. 그렇기에 vector는 새로운 원소가 벡터에 추가되면 메모리 공간을 추가적으로 할당되는 방식으로 이루어져 있습니다. 좀 더 정확하게는 capacity가 모자랄 경우 capacity/2 만큼의 capacity를 늘려나가게 됩니다. 만약 입력될 원소의 개수를 알 수 있다면 reserve를 사용하여 미리 capapcity 메모리를 할당해 놓으면 좀 더 호율적으로 vector를 사용할 수 있습니다.

 

 vector 사용법 

vector 선언

#include <vector>                    // vector가 들어있는 헤더파일
vector<int> v;                       // int타입 벡터 생성
vector<int> v = { 1, 2, 3};          // int형 백터 생성 후 1, 2, 3 으로 초기화
vector<int> v[10];                   // int타입 벡터 배열(크기 : 10) 생성
vector<int> v[] = {{ 1, 2}, {3, 4}}; // int형 백터 배열 생성(행은 가변이지만 열은 고정)
vector<vector<int>> v;               // 2차원 백터 생성(행과 열 모두 가변)
vector<int> v(5);                    // 5개의 원소를 0으로 초기화
vector<int> v(5, 3);                 // 5개의 원소를 3으로 초기화
vector<int> v2(v);                   // 벡터 v를 복사하여 벡터v2 생성

Vector를 사용하기 위해서는 <vector>라는 헤더 파일을 먼저 include 한 뒤 위와 같이 선언하여 사용하면 됩니다. 편의상 예시의 자료형은 모두 int이며 안에 다른 자료형이나 class를 넣어도 됩니다.

 

vector 값 추가

v.push_back(10);  // 마지막 위치에 숫자 10 추가

vector<int>::iterator it = v.begin();
it = v.insert(it, 2); //맨앞에 2를 삽입
it = v.insert(it, 2, 3); // 맨앞에 3을 2개 삽입
it = v.insert(it+2, 2, 4); // 2번째부터 4를 2개 삽입

Vector의 끝에 값을 추가하려면 Vector의 push_back(value)이라는 메서드를 사용하면 되고 중간에 값을 삽입하고 싶다면 v.insert(index,value)를 사용하면 됩니다. index를 생략하면 Vector의 맨 뒤에 값이 추가되며 index중간에 값을 추가하면 해당 인덱스부터 마지막 인덱스까지 모두 한 칸씩 뒤로 밀려납니다.

 

vector 값 삭제

v.pop_back();                        // 마지막에 넣은 값 제거
v.erase(vec.begin()+10);             // index 10의 값을 제거
v.erase(vec.begin(), vec.begin()+5);  // index 0~5의 값을 제거
v.clear();                           //모든 값 제거

vector의 끝에 있는 값을 삭제하려면 Vector의 pop_back()이라는 메서드를 사용하면 되고. 중간에 있는 값을 삭제하고 싶다면 eraser(index, index)함수를 사용하면 됩니다. eraser를 사용하여 특정 인덱스의 값을 제거하면 바로 뒤에 있는 인덱스부터 마지막 인덱스까지 모두 앞으로 한 칸씩 앞으로 당겨집니다. 모든 값을 제거하려면 clear() 메소드를 사용하면 됩니다.

 

vector 크기 구하기

v.size();   //vector의 원소 갯수
v.capacity; //vector의 물리적 크기

vector의 값이 들어있는 개수를 구하려면 size() 메소드를 사용하면 되고 물리적 크기를 알고 싶다면 capacity() 메소드를 사용하면 됩니다.

 

vector 값 출력

vector<int> v;
for (int i=0; i<5; i++) 
  v.push_back(i); //vector 요소 추가
  

for (int i = 0; i < v.size(); i++)
  cout << v[i] << " "; //모든 값 출력 : 0 1 2 3 4
	
cout << v[2] << endl;      //index 2의 값 출력 : 2
cout << v.front() << endl; //처음 요소 출력 : 0
cout << v.back() << endl;  //마지막 요소 출력 : 4

vector에서 값을 출력하는 방법은 배열과 동일합니다. 추가로 처음의 값을 출력하고 싶다면 front() 메서드, 끝 값을 출력하고 싶다면 back() 메서드를 사용하면 됩니다.

 

Iterator를 활용하여 vector 값 출력

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
  // 1~5의 숫자를 Vector에 저장
  vector<int> v1;
  for (int i = 1; i <= 5; i++)
    v1.push_back(i);

  // Iterator로 Vector의 아이템을 출력
  // begin() : 첫번째 위치의 Iterator를 리턴
  // v1.end() : 마지막 아이템 다음 위치의 Iterator를 리턴
  for (auto i = v1.begin(); i != v1.end(); ++i)
    cout << *i << " ";

  // 반대 방향으로 아이템을 출력
  // rbegin(), rend()는 역순(reverse)의 Iterator를 리턴
  cout << "\n";
  for (auto ir = v1.rbegin(); ir != v1.rend(); ++ir)
    cout << *ir << " ";

  // 배열처럼 Vector[index] 으로 아이템 출력
  cout << "\n";
  for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
    cout << v1[i] << " ";

  // Vector.at(index)로 아이템 출력
  cout << "\n";
  for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
    cout << v1.at(i) << " ";

  return 0;
}

iterator를 활용하여 vector를 출력할 수도 있습니다.