Как выводятся векторы на C++

Базовый вывод вектора циклом for с диапазоном

Вывести вектор на C++ проще всего циклом for с диапазоном. Это чистый, удобный для восприятия, рабочий способ для векторов любого выводимого типа:

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    
    for (const auto& num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

В этом коде выводится: 1 2 3 4 5.

Функцией const auto& не создается лишних копий элементов. Для больших объектов  —  в самый раз.

Итераторы для большего контроля

Больший контроль за процессом вывода дается итераторами:

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    
    for (auto it = numbers.begin(); it != numbers.end(); ++it) {
        std::cout << *it;
        if (std::next(it) != numbers.end()) {
            std::cout << ", ";
        }
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

В этом коде выводится: 1 2 3 4 5.

С итераторами доступно сложное форматирование, например добавление запятых между элементами, но не после последнего.

Использование std::copy вместе с std::ostream_iterator

Для более функционального подхода к программированию сочетаются std::copy и std::ostream_iterator:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iterator>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    
    std::copy(numbers.begin(), numbers.end(), 
              std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

Это лаконичный и элегантный способ, нюанс не для начинающих.

Вывод векторов пользовательских объектов

Работая с векторами пользовательских объектов, необходимо перегрузить оператор <<:

#include <iostream>
#include <vector>

struct Point {
    int x, y;
    
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Point& p) {
        return os << "(" << p.x << ", " << p.y << ")";
    }
};

int main() {
    std::vector<Point> points = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};
    
    for (const auto& point : points) {
        std::cout << point << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

В этом коде выводится: (1, 2) (3, 4) (5, 6).

С перегруженным оператором << пользовательские объекты выводятся точно так же, как встроенные типы.

Параметризованная функция вывода

Чтобы сделать вывод векторов переиспользуемым, создается параметризованная функция вывода:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

template<typename T>
void printVector(const std::vector<T>& vec, const std::string& separator = " ") {
    for (size_t i = 0; i < vec.size(); ++i) {
        std::cout << vec[i];
        if (i < vec.size() - 1) {
            std::cout << separator;
        }
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector<std::string> words = {"Hello", "World", "C++"};
    
    printVector(numbers);  // Выводится: «1 2 3 4 5»
    printVector(words, ", ");  // Выводится: «Hello, World, C++»

    return 0;
}

Этой функцией выводятся векторы разных типов с пользовательскими разделителями.

Реальный сценарий: отчет об анализе данных

Рассмотрим практическое применение вывода вектора:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <iomanip>

struct SalesData {
    std::string product;
    double revenue;
    
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const SalesData& data) {
        return os << data.product << ": $" << std::fixed << std::setprecision(2) << data.revenue;
    }
};

void printSalesReport(const std::vector<SalesData>& sales) {
    std::cout << "Sales Report:\n";
    for (const auto& sale : sales) {
        std::cout << sale << std::endl;
    }
    
    double totalRevenue = std::accumulate(sales.begin(), sales.end(), 0.0,
        [](double sum, const SalesData& data) { return sum + data.revenue; });
    
    std::cout << "\nTotal Revenue: $" << std::fixed << std::setprecision(2) << totalRevenue << std::endl;
    
    auto maxSale = std::max_element(sales.begin(), sales.end(),
        [](const SalesData& a, const SalesData& b) { return a.revenue < b.revenue; });
    
    std::cout << "Best Selling Product: " << maxSale->product << std::endl;
}

int main() {
    std::vector<SalesData> sales = {
        {"Widget A", 1000.50},
        {"Gadget B", 750.75},
        {"Gizmo C", 1250.25}
    };
    
    printSalesReport(sales);

    return 0;
}

В этом примере демонстрируется, как вывод вектора интегрируется в сложную задачу анализа данных.

Производительность

При работе с большими векторами важна производительность. Сравним способы вывода:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <iomanip>

struct SalesData {
    std::string product;
    double revenue;
    
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const SalesData& data) {
        return os << data.product << ": $" << std::fixed << std::setprecision(2) << data.revenue;
    }
};

void printSalesReport(const std::vector<SalesData>& sales) {
    std::cout << "Sales Report:\n";
    for (const auto& sale : sales) {
        std::cout << sale << std::endl;
    }
    
    double totalRevenue = std::accumulate(sales.begin(), sales.end(), 0.0,
        [](double sum, const SalesData& data) { return sum + data.revenue; });
    
    std::cout << "\nTotal Revenue: $" << std::fixed << std::setprecision(2) << totalRevenue << std::endl;
    
    auto maxSale = std::max_element(sales.begin(), sales.end(),
        [](const SalesData& a, const SalesData& b) { return a.revenue < b.revenue; });
    
    std::cout << "Best Selling Product: " << maxSale->product << std::endl;
}

int main() {
    std::vector<SalesData> sales = {
        {"Widget A", 1000.50},
        {"Gadget B", 750.75},
        {"Gizmo C", 1250.25}
    };
    
    printSalesReport(sales);

    return 0;
}

По этому тесту производительности, эффективность цикла for с диапазоном и итератора обычно одинаковая, а сочетание std::copy и std::ostream_iterator чуть медленнее  —  из-за дополнительной абстракции.

Пустые векторы

При выводе векторов важно корректно обрабатывать случай пустых векторов:

#include <iostream>
#include <vector>

template<typename T>
void printVectorSafely(const std::vector<T>& vec) {
    if (vec.empty()) {
        std::cout << "The vector is empty." << std::endl;
        return;
    }
    
    for (const auto& elem : vec) {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3};
    std::vector<int> emptyVec;
    
    printVectorSafely(numbers);  // Выводится: «1 2 3»
    printVectorSafely(emptyVec);  // Выводится: «Вектор пуст»

    return 0;
}

При работе с пустыми векторами этим подходом предотвращается неожиданное поведение.

Вывод многомерных векторов

С многомерными векторами работают вложенными циклами:

#include <iostream>
#include <vector>

void print2DVector(const std::vector<std::vector<int>>& vec) {
    for (const auto& row : vec) {
        for (const auto& elem : row) {
            std::cout << elem << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
}

int main() {
    std::vector<std::vector<int>> matrix = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
    };
    
    print2DVector(matrix);

    return 0;
}

Этой функцией выводится двумерный вектор в виде матрицы.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Невключение необходимых заголовков. При работе с векторами и выводом всегда включайте <vector> и <iostream>.
2. Не обрабатываются пустые векторы. До вывода содержимого вектора всегда проверяйте, не пуст ли он.
3. Неэффективная конкатенация строк. Чтобы повысить производительность, при построении строкового представления вектора выбирайте std::ostringstream, а не повторную конкатенацию строк.
4. Игнорирование точности чисел с плавающей точкой. При выводе векторов чисел с плавающей точкой задавайте точность:

std::cout << std::fixed << std::setprecision(2);

5. Не учитывается потокобезопасность. Выводя векторы в многопоточной среде, помните о потенциальных состояниях гонки при записи в std::cout.

Заключение

В C++ векторы выводятся различными способами, каждый из которых хорош для тех или иных сценариев. Цикл for с диапазоном  —  чистое, удобное для восприятия человека решение, пригодное для большинства случаев. В то время как подходами с итераторами дается больший контроль за процессом вывода.

В сценариях посложнее элегантные решения находятся с помощью std::copy и std::ostream_iterator.

При работе с векторами на C++ учитывайте конкретные требования своих задач. Нужно ли специальное форматирование? Важна ли производительность? Имеются ли пользовательские объекты?

Ответив на эти вопросы, вы выберете оптимальный способ вывода векторных элементов.

Читайте также:

• Удаление последнего символа строки на C++: методы и их применение
• Создание общей библиотеки Linux
• 9 странностей Python для C++ программистов

Читайте нас в Telegram, VK и Дзен

---

Перевод статьи ryan: How to Print Vectors in C++