C++ 中 vector 的常用操作方法汇总

目录

• 1. 初始化和赋值
• 1.1 默认构造函数
• 1.2 指定大小和初值
• 1.3 使用列表初始化
• 1.4 拷贝构造函数
• 2. 访问元素
• 2.1 使用 [] 操作编程客栈符
• 2.2 使用www.devze.com at() 函数
• 2.3 获取第一个和最后一个元素
• 2.4 获取指向数据的指针
• 3. 修改元素
• 3.1 添加元素
• 3.2 删除元素
• 4. 迭代器操作
• 4.1 使用迭代器遍历
• 4.2 使用范围 for循环
• 4.3 使用反向迭代器
• 5. 容量管理
• 5.1 使用 size() 和 capacity()
• 5.2 使用 reserve()
• 5.3 使用 resize()
• 6www.devze.com. 性能优化技巧
• 6.1 避免不必要的拷贝
• 6.2 使用 shrink_to_fit()
• 6.3 避免过度扩展
• 7. 拓展知识
• 7.1 vector 的内存管理
• 7.2 异常安全性
• 7.3 与原始数组的比较

在 C++ 中，vector 是 STL（标准模板库）提供的一个动态数组容器，允许我们在运行时动态调整大小。vector 提供了许多方便的操作，使得它成为管理数据的理想选择。在这篇博客中，我们将探讨 vector 的一些常用操作方法，并提供一些拓展知识，帮助你更好地理解和使用这一强大的数据结构。

1. 初始化和赋值

1.1 默认构造函数

vector<int> v1;

创建一个空的 vector。

1.2 指定大小和初值

vector<int> v2(5, 10)编程客栈;

创建一个包含 5 个元素的 vector，每个元素的初始值为 10。

1.3 使用列表初始化

vector<int> v3 = {1, 2, 3, 4, 5};

使用初始值列表来构造 vector。

1.4 拷贝构造函数

vector<int> v4(v3);

使用现有的 vector 进行拷贝构造。

2. 访问元素

2.1 使用 [] 操作符

int val = v3[2];

直接通过索引访问元素，但不检查边界。

2.2 使用 at() 函数

int val = v3.at(2);

与 [] 类似，但 at() 会检查索引是否合法，超出范围会抛出异常。

2.3 获取第一个和最后一个元素

int first = v3.front();
int last = v3.back();

2.4 获取指向数据的指针

int* data_ptr = v3.data();

获取 vector 中元素存储数组的指针。

3. 修改元素

3.1 添加元素

3.1.1 使用 push_back()

v3.push_back(6);

在 vector 的末尾添加一个元素。

3.1.2 使用 emplace_back()

v3.emplace_back(7);

在末尾原地构造一个元素，避免不必要的拷贝。

3.2 删除元素

3.2.1 使用 pop_back()

v3.pop_back();

移除 vector 末尾的元素。

3.2.2 使用 erase()

v3.erase(v3.begin() + 2);

移除指定位置的元素。

3.2.3 使用 clear()

v3.clear();

清空 vector 中的所有元素。

4. 迭代器操作

4.1 使用迭代器遍历

for (vector<int>::iterator it = v3.begin(); it != v3.end(); ++it) {
    cout << *it << " ";
}

4.2 使用范围 for循环

for (int val : v3) {
    cout << val << " ";
}

4.3 使用反向迭代器

for (vector<int>::reverse_iterator rit = v3.rbegin(); rit != v3.rend(); ++rit) {
    cout << *rit << " ";
}

5. 容量管理

5.1 使用 size() 和 capacity()

size_t size = v3.size();
size_t capacity = v3.capacity();

size() 返回 vector 中的元素个数，capacity() 返回当前分配的存储空间大小（可以容纳的元素个数）。

5.2 使用 reserve()

v3.reserve(10);

预先分配至少能容纳 10 个元素的空间。

5.3 使用 resize()

v3.resize(8, 0);

将 vector 的大小调整为 8，如果新大小大于当前大小，多出的元素将使用 0 进行初始化。

6. 性能优化技巧

6.1 避免不必要的拷贝

在插入元素时，尽量使用 emplace_back() 而不是 push_back()，可以减少一次对象的拷贝构造。

6.2 使用 shrink_to_fit()

v3.shrink_to_fit();

将多余的容量释放，减少内存占用。

6.3 避免过度扩展

在已知 vector 大小大致范围时，提前使用 reserve() 分配足够的空间，避免扩展时频繁的内存分配。

7. 拓展知识

7.1 vector 的内存管理

vector 使用的是动态数组来管理元素。当需要扩展时，它会分配一个更大的内存块，将原有元素拷贝过去。为了避免频繁的内存分配，vector 通常会预留比实际需要更多的空间，这就是 capacity() 和 size() 之间的差异。

7.2 异常安全性

vector 的许多操作，如 push_back()、resize() 等，可能会分配新的内存并移动对象。因此，在操作 vector 时要考虑异常安全性。大多数情况下，vector 提供的是“强异常安全保证”，即如果发生异常，容器的状态不会被破坏。

7.3 与原始数组的比较

vector 提供了动态调整大小、自动管理内存和许多便利的操作，而原始数组则更为简单且性能稍高。在需要高效内存使用的地方，可以考虑使用 std::arraandroidy 或原始数组，但在大多数情况下，vector 是更安全和灵活的选择。

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