C++ الكلاس vector

تعريف الكلاس vector

يستخدم لإنشاء كائن يمثل حاوية تخزن العناصر التي نضيفها فيها بشكل متسلسل وراء بعضها البعض مع إعطاء كل عنصر منهم رقم Index.
إذاً يشبه المصفوفة العادية إلى حد ما و لكن الفرق الأساسي بينهما أن حجمه ليس ثابتاً حيث يمكنك إضافة العدد الذي تريده من العناصر فيه وقتما شئت.

لاستخدام الكلاس vector يجب تضمين الملف #include<vector> لأنه موجود فيه.


بناء الكلاس

template < class T, class Alloc = allocator<T> >
class vector
	

إذاً عند إنشاء كائن من الكلاس vector يجب أن نمرر له نوع البيانات الذي نريد تخزينه فيه مكان الباراميتر T.

دوال الكلاس vector

الجدول التالي يحتوي على دوال الكلاس vector التي تستخدم للحصول على عداد يتيح المرور على عناصره.

الدالة مع تعريفها
iterator begin() ترجع كائن iterator يشير لمكان أول عنصر في الكائن الذي قام باستدعائها.
إذا كنا ننوي استخدام الدالة begin() بداخل حلقة فإننا نستخدم معها الدالة end() من أجل البدء من أول عنصر و الوقوف عند آخر عنصر.
iterator end() ترجع كائن iterator يشير لمكان آخر عنصر في الكائن الذي قام باستدعائها.
إذا كنا ننوي استخدام الدالة begin() بداخل حلقة فإننا نستخدم معها الدالة end() من أجل البدء من أول عنصر و الوقوف عند آخر عنصر.
iterator rbegin() ترجع كائن iterator يشير لمكان آخر عنصر في الكائن الذي قام باستدعائها.
إذا كنا ننوي استخدام الدالة rbegin() بداخل حلقة فإننا نستخدم معها الدالة rend() من أجل البدء من آخر عنصر و الوقوف عند أول عنصر.
iterator rend() ترجع كائن iterator يشير لمكان أول عنصر في الكائن الذي قام باستدعائها.
إذا كنا ننوي استخدام الدالة rbegin() بداخل حلقة فإننا نستخدم معها الدالة rend() من أجل البدء من آخر عنصر و الوقوف عند أول عنصر.

الجدول التالي يحتوي على دوال الكلاس vector التي تستخدم للحصول على عدد عناصره.

الدالة مع تعريفها
bool empty() تستخدم لمعرفة ما إن كان الكائن الذي قام باستدعائها فارغاً أم لا.
ترجع false في حال كان يوجد فيه عنصر أو أكثر, و ترجع true إن لم يكن كذلك.
size_t size() تستخدم للحصول على عدد العناصر الموجودة في الكائن الذي قام باستدعائها.
size_t max_size() تستخدم للحصول على أكبر عدد عناصر يمكن تخزينها في الكائن الذي قام باستدعائها.
void resize(size_type n) تستخدم لحجز مساحة للعناصر التي تنوي تخزينها لاحقاً في الكائن الذي قام باستدعائها.
عند تمرير قيمة للبارميتر n يجب أن لا تكون أصغر من عدد العناصر الموجودة في الكائن, لأنك إذا فعلت ذلك سيتم حذف العناصر التي لم يعد الكائن قادر على تخزينها.
كما أنها ترمي الإستثناء bad_alloc في حال قمت بتمرير قيمة أكبر من عدد العناصر الأقصى التي يمكن تخزينها في الكائن.

معلومة: هذه الدالة قد تكون مفيدة في حال أردت حجز مساحة أوليّة للعناصر قبل البدء بإضافتهم بدل جعل المترجم يفعل ذلك كلما أضفت عنصر جديد.
هذه المعلومة غير مذكورة في المرجع الرسمي للغة C++ لذا قد تكون غير دقيقة.
size_t capacity() تستخدم للحصول على عدد العناصر التي تم حجز مساحة لها في الذاكرة من أجل الكائن الذي قام باستدعائها.

معلومة: الرقم الذي ترجعه هذه الدالة في العادة يكون أكبر بنسبة قليلة من الرقم الذي ترجعه الدالة size() و سبب ذلك أن المترجم يقوم بتخصيص مساحة زيادة للكائن حتى يستخدمها عندما يحتاجها.
void shrink_to_fit() تستخدم للتخلي عن أي مساحة زيادة مخصصة في الذاكرة للكائن الذي قام باستدعائها.

الجدول التالي يحتوي على دوال الكلاس vector التي تستخدم للوصول لقيم عناصره.

الدالة مع تعريفها
T at(size_t n) تستخدم للوصول لقيمة عنصر محدد في الكائن الذي قام باستدعائها سواء لتغييرها أو للحصول عليها.
مكان الباراميتر n نمرر لها رقم يمثل index العنصر الذي نريد الوصول إليه.
ترمي الإستثناء out_of_range في حال كانت قيمة n أصغر من 0 أو أكبر من عدد العناصر الموجودة.

معلومة: يمكنك استخدام العامل [] للوصول للعنصر و لكن عليك معرفة أن استخدام هذا العامل لا يرمي إستثناء في حال تمرير index غير موجود في الكائن.
T front() تستخدم للوصول لقيمة أول عنصر موجود في الكائن الذي قام باستدعائها سواء لتغييرها أو للحصول عليها.
قد تسبب مشكلة في حال كان الكائن لا يملك أي عنصر, لذلك يفضل التأكد من أن الكائن غير فارغ باستخدام الدالة empty() قبل استخدامها.
T back() تستخدم للوصول لقيمة آخر عنصر موجود في الكائن الذي قام باستدعائها سواء لتغييرها أو للحصول عليها.
قد تسبب مشكلة في حال كان الكائن لا يملك أي عنصر, لذلك يفضل التأكد من أن الكائن غير فارغ باستخدام الدالة empty() قبل استخدامها.
T* data() ترجع مؤشر لقيمة أول عنصر موجود في الكائن الذي قام باستدعائها.

الجدول التالي يحتوي على دوال الكلاس vector التي تستخدم للتحكم بعناصره.

الدالة مع تعريفها
void assign(size_t n, const T& val) تستخدم لإضافة عدة عناصر في الكائن الذي قام باستدعائها و هي تحذف أي عناصر أخرى موجودة فيه في حال لم يكن فارغاً.
مكان الباراميتر n نمرر عدد العناصر التي نريد إضافتها في الكائن الذي قام باستدعائها.
مكان الباراميتر val نمرر القيمة التي نريد وضعها للعناصر التي سيتم إضافتها في الكائن الذي قام باستدعائها.
void push_back(T& val) تستخدم لإضافة عنصر جديد في آخر الكائن الذي قام باستدعائها.
void pop_back() تستخدم لحذف آخر عنصر موجود في الكائن الذي قام باستدعائها.
iterator insert(const_iterator position, T& val) تستخدم لإضافة عنصر جديد في مكان محدد - أي عند عنوان محدد - في الكائن الذي قام باستدعائها.
مكان الباراميتر position نمرر كائن أصله من Iterator يشير لعنوان المكان الذي سيتم إضافة العنصر عنده في الذاكرة.
مكان الباراميتر val نمرر القيمة التي نريد وضعها في العنصر الذي سيتم إضافته.
كما أنها ترجع كائن أصله من Iterator يمثل عنوان العنصر الذي تم إضافته.
void clear() تستخدم لحذف جميع العناصر الموجودة في الكائن الذي قام باستدعائها.
iterator erase(const_iterator position) تستخدم لحذف عنصر محدد من الكائن الذي قام باستدعائها.
مكان الباراميتر position نمرر كائن أصله من Iterator يشير لعنوان العنصر الذي سيتم حذفه.
iterator erase(const_iterator first, const_iterator last) تستخدم لحذف مجموعة عناصر من الكائن الذي قام باستدعائها.
مكان الباراميتر first نمرر كائن أصله من const_iterator يشير لعنوان العنصر الذي سيتم بدء الحذف من عنده.
مكان الباراميتر last نمرر كائن أصله من const_iterator يشير لعنوان العنصر الذي سيتم إيقاف الحذف عنده.
void swap(vector& anotherVector) تستخدم لتبديل قيم عناصر الكائن الذي قام باستدعائها بقيم عناصر الكائن الذي نمرره لها.
مكان الباراميتر anotherVector نمرر لها كائن من الكلاس vector يملك نفس نوع عناصر الكائن الذي قام باستدعائها.

أمثلة شاملة حول التعامل مع الكلاس vector

في كل مثال موضوع قمنا باستخدام دوال جديدة حتى تعرف كيف تستخدم جميع الدوال التي ذكرناها في الجدول.


في المثال التالي قمنا بتعريف كائن من vector مع تحديد أنه يمكن أن يحتوي على عناصر نوعها int.
بعدها قمنا بإضافة 5 قيم فيه و من ثم عرض جميع قيمه باستخدام حلقة.

ملاحظة: قمنا باستخدام الدالة push_back() لإضافة العناصر, الدالة size() لمعرفة عدد العناصر التي تم إضافتها, العامل [] للوصول إلى العناصر.

المثال الأول

main.cpp
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
	// int يمكنه أن يحتوي على قيم نوعها vector هنا قمنا بتعريف كائن من الكلاس
    vector<int> myVector;

	// push_back() باستخدام الدالة myVector هنا قمنا بإضافة 5 عناصر في الكائن
	myVector.push_back(1);
	myVector.push_back(2);
	myVector.push_back(3);
	myVector.push_back(4);
	myVector.push_back(5);
	
    cout << "Vector values = ";

	// myVector هنا قمنا بإنشاء حلقة تقوم في كل دورة بطباعة قيمة عنصر جديد من العناصر الموجودة في الكائن
    for(size_t i=0; i<myVector.size(); i++)
    {
        cout << myVector[i] << " ";
    }

    return 0;
}
		

سنحصل على النتيجة التالية عند التشغيل.

Vector values = 1 2 3 4 5
		


في المثال التالي قمنا بتعريف كائن من vector أدخلنا فيه 5 عناصر نصية.
بعدها قمنا بإضافة 5 قيم فيه و من ثم عرض عدد جميع عناصره, عدد العناصر التي قام المترجم بتخصيص مساحة لها في الذاكرة في حال أردنا إضافة عناصر جديدة, عدد جميع العناصر التي يمكن إضافتها فيه, بالإضافة لأول و آخر قيمة موجودة فيه.

ملاحظة: قمنا باستخدام الدالة size() لمعرفة عدد العناصر التي تم إضافتها, الدالة capacity() لمعرفة عدد العناصر المخصصة حالياً للكائن في الذاكرة حتى لو لم يحتاج إليها, الدالة max_size() لمعرفة أكبر عدد عناصر يمكن إضافتها فيه, الدالة empty() لمعرفة ما إن كانت المصفوفة فارغة أم لا, الدالة front() للحصول على قيمة أول عنصر و الدالة back() للحصول على قيمة آخر عنصر.

المثال الثاني

main.cpp
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
	// string يمكنه أن يحتوي على 5 قيم نوعها vector هنا قمنا بتعريف كائن من الكلاس
    vector<string> myVector;

	// push_back() باستخدام الدالة myVector هنا قمنا بإضافة 5 عناصر في الكائن
	myVector.push_back("One");
	myVector.push_back("Two");
	myVector.push_back("Three");
	myVector.push_back("Four");
	myVector.push_back("Five");

	// size() باستخدام الدالة myVector هنا قمنا بطباعة عدد عناصر الكائن
    cout << "Vector size = " << myVector.size() << endl;

	// capacity() باستخدام الدالة myVector هنا قمنا بطباعة عدد العناصر التي تم تخصيص لها مساحة في الذاكرة حالياً من أجل الكائن
    cout << "Vector capacity = " << myVector.capacity() << endl;

	// max_size() باستخدام الدالة myVector هنا قمنا بطباعة عدد العناصر الأقصى التي يمكن تخزينها في الكائن
    cout << "Vector max size = " << myVector.max_size() << endl;

	// و إن لم يكن فارغاً سيتم طباعة أول و آخر قيمة فيه empty() باستخدام الدالة myVector هنا قمنا بالتشييك على عدد عناصر الكائن
	if (!myVector.empty())
	{
		cout << "Vector first element value = " << myVector.front() << endl;
		cout << "Vector last element value = " << myVector.back();
	}
	
    return 0;
}
		

سنحصل على النتيجة التالية عند التشغيل.

Vector size = 5
Vector capacity = 8
Vector max size = 576460752303423487
Vector first element value = One
Vector last element value = Five
		


في المثال التالي قمنا بتعريف كائن من vector مخصص لتخزين قيم نوعها int مع إضافة 9 قيم فيه عند تعريفه.
بعدها قمنا بحذف عدة عناصر منه بطرق مختلفة و من ثم طباعة قيم العناصر المتبقية.

ملاحظة: قمنا باستخدام الدالة pop_back() لحذف آخر عنصر من الكائن, الدالة erase() لحذف عنصر واحد, الدالة erase() مرة ثانية لحذف أكثر من عنصر في وقت واحد و الدالة begin() للحصول على عدّاد يمكن من خلاله تحديد مكان العناصر التي سيتم حذفها.

المثال الثالث

main.cpp
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
	// بالإضافة إلى أننا قمنا بإضافة 9 قيم فيه int يمكنه أن يحتوي على عناصر نوعها vector هنا قمنا بتعريف كائن من الكلاس
    vector<int> myVector = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
	
	// myVector هنا قمنا بحذف آخر عنصر موجود في الكائن
	// {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8} أصبح فيه القيم التالية myVector إذاً الكائن
	myVector.pop_back();
	
	// myVector يساوي 2 في الكائن index هنا قمنا بحذف العنصر الذي يملك
	// {1, 2, 4, 5, 6, 7, 8} أصبح فيه القيم التالية myVector إذاً الكائن
	myVector.erase(myVector.begin() + 2);
	
	// يساوي 1 وصولاً إلى index إبتداءاً من العنصر الذي يملك myDeque هنا قمنا بحذف العناصر الموجودة في الكائن
	// {1, 6, 7, 8} أصبح فيه القيم التالية myVector يساوي 4. و بالتالي الكائن index ما قبل العنصر الذي يملك
	myVector.erase(myVector.begin() + 1, myVector.begin() + 4);
	
    cout << "Vector values = ";

	// myVector هنا قمنا بإنشاء حلقة تقوم في كل دورة بطباعة قيمة عنصر جديد من العناصر الموجودة في الكائن
    for(size_t i=0; i<myVector.size(); i++)
    {
        cout << myVector[i] << " ";
    }

    return 0;
}
		

سنحصل على النتيجة التالية عند التشغيل.

Vector values = 1 6 7 8
		


في المثال التالي قمنا بتعريف كائن من vector مخصص لتخزين قيم نوعها int مع إضافة 5 قيم فيه عند تعريفه.
بعدها قمنا بعرض جميع عناصره مرتين, مرة من أول عنصر لآخر عنصر, و مرة من آخر عنصر لأول عنصر.

ملاحظة: عند البدء من أول عنصر لآخر عنصر, قمنا باستخدام الدالة begin() للحصول على عدّاد يمكن من خلاله البدئ من العنصر الأول و الدالة end() للحصول على قيمة العدّاد التي من خلالها نعرف أننا وصلنا لآخر عنصر.
و عند البدء من آخر عنصر لأول عنصر, قمنا باستخدام الدالة rbegin() للحصول على عدّاد يمكن من خلاله البدئ من آخر عنصر و الدالة rend() للحصول على قيمة العدّاد التي من خلالها نعرف أننا وصلنا لأول عنصر بدون الحاجة لتغيير شكل الحلقة التي استخدمناها في المرة الأولى.

المثال الرابع

main.cpp
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
	// بالإضافة إلى أننا قمنا بإضافة 5 قيم فيه int يمكنه أن يحتوي على عناصر نوعها vector هنا قمنا بتعريف كائن من الكلاس
    vector<int> myVector = {1, 2, 3, 4, 5};
	
    cout << "Vector values from begin to end = ";

	// إبتداءاً من أول عنصر وصولاً لآخر عنصر فيه myVector هنا قمنا بإنشاء حلقة تقوم في كل دورة بطباعة قيمة عنصر جديد من العناصر الموجودة في الكائن
    for(auto it=myVector.begin(); it<myVector.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
	
    cout << "\nVector values from end to begin = ";

	// إبتداءاً من آخر عنصر وصولاً لأول عنصر فيه myVector هنا قمنا بإنشاء حلقة تقوم في كل دورة بطباعة قيمة عنصر جديد من العناصر الموجودة في الكائن
    for(auto it=myVector.rbegin(); it<myVector.rend(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }

    return 0;
}
		

سنحصل على النتيجة التالية عند التشغيل.

Vector values from begin to end = 1 2 3 4 5
Vector values from end to begin = 5 4 3 2 1
		


في المثال التالي قمنا بتعريف كائن من vector مع تحديد أنه يمكن أن يحتوي على عناصر نوعها int.
بعدها قمنا بإضافة 5 قيم فيه, و من ثم عرض عدد جميع عناصره و عدد العناصر التي قام المترجم بتخصيص مساحة لها في الذاكرة في حال أردنا إضافة عناصر جديدة.
بعدها قمنا بالتخلي عن أي مساحة خصصها المترجم بشكل إفتراضي للكائن حتى يخزن قيم فيها إن إحتاجها.
في الأخير قمنا بإعادة عرض المعلومات السابقة للتأكد ما إن تم التخلي عن المساحة التي يستخدمها الكائن أم لا.

ملاحظة: قمنا باستخدام الدالة size() لمعرفة عدد العناصر التي تم إضافتها, الدالة capacity() لمعرفة عدد العناصر المخصصة حالياً للكائن في الذاكرة حتى لو لم يحتاج إليها و الدالة shrink_to_fit() للتخلي عن أي مساحة في الذاكرة لم يحتاج إليها الكائن.

المثال الخامس

main.cpp
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
	// int يمكنه أن يحتوي على قيم نوعها vector هنا قمنا بتعريف كائن من الكلاس
    vector<int> myVector;

	// push_back() باستخدام الدالة myVector هنا قمنا بإضافة 5 عناصر في الكائن
	myVector.push_back(1);
	myVector.push_back(2);
	myVector.push_back(3);
	myVector.push_back(4);
	myVector.push_back(5);
	
	// size() باستخدام الدالة myVector هنا قمنا بطباعة عدد عناصر الكائن
    cout << "Vector size = " << myVector.size() << endl;

    // capacity() باستخدام الدالة myVector هنا قمنا بطباعة عدد العناصر التي تم تخصيص لها مساحة في الذاكرة حالياً من أجل الكائن
    cout << "Vector capacity = " << myVector.capacity() << endl;
	
	// myVector هنا قمنا بالتخلي عن أي مساحة إضافية حجزها المترجم بشكل تلقائي للكائن
	myVector.shrink_to_fit();

    cout << "\nAfter shrinking the vector\n\n";
	
	// size() باستخدام الدالة myVector هنا قمنا بإعادة طباعة عدد عناصر الكائن
    cout << "Vector size = " << myVector.size() << endl;

    // capacity() باستخدام الدالة myVector هنا قمنا بإعادة طباعة عدد العناصر التي تم تخصيص لها مساحة في الذاكرة حالياً من أجل الكائن
    cout << "Vector capacity = " << myVector.capacity() << endl;

    return 0;
}
		

سنحصل على النتيجة التالية عند التشغيل.

Vector size = 5
Vector capacity = 8

After shrinking the vector

Vector size = 5
Vector capacity = 5
		


في المثال التالي قمنا بتعريف كائن من vector مع تحديد أنه يمكن أن يحتوي على عناصر نوعها int.
بعدها قمنا بإضافة 5 قيم فيه وراء بعضها.
بعدها قمنا بإضافة قيمة في مكان محدد فيه.
في الأخير قمنا بعرض جميع قيمه باستخدام حلقة.

ملاحظة: قمنا باستخدام الدالة insert() لإضافة القيمة في مكان محدد في الكائن.

المثال السادس

main.cpp
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
	// بالإضافة إلى أننا قمنا بإضافة 5 قيم فيه int يمكنه أن يحتوي على عناصر نوعها vector هنا قمنا بتعريف كائن من الكلاس
    vector<int> myVector = {1, 2, 3, 4, 5};
	
	// myVector رقم 2 بالنسبة للكائن index هنا قمنا بإضافة القيمة 8 في الـ
	// {1, 2, 8, 3, 4, 5} أصبح فيه القيم التالية myVector إذاً الكائن
	myVector.insert(myVector.begin() + 2, 8); 
	
    cout << "Vector values = ";

	// myVector هنا قمنا بإنشاء حلقة تقوم في كل دورة بطباعة قيمة عنصر جديد من العناصر الموجودة في الكائن
    for(size_t i=0; i<myVector.size(); i++)
    {
        cout << myVector[i] << " ";
    }

    return 0;
}
		

سنحصل على النتيجة التالية عند التشغيل.

Vector values = 1 2 8 3 4 5
		

الدورات

أدوات مساعدة

أقسام الموقع

دورات
مقالات كتب مشاريع أسئلة