std::vector
简介：是一个动态数组，提供高效的随机访问和动态扩容功能。
（内部使用连续的内存块存储元素，通过索引快速访问元素的时间复杂度为O(1)）
（会自动管理内存，当元素数量超过当前容量时，会自动分配更大的内存块并复制元素）
（支持迭代器，可方便地遍历容器中的元素）
（泛型编程，是一个模板类，可存储任意类型的元素，如int ,double, std::string 等）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
| #include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
vec.push_back(4);
vec.insert(vec.begin() + 2, 10);
vec.pop_back();
vec.erase(vec.begin() + 1);
std::cout << "First element: " << vec.front() << std::endl;
std::cout << "Last element: " << vec.back() << std::endl;
std::cout << "Size: " << vec.size() << std::endl;
std::cout << "Capacity: " << vec.capacity() << std::endl;
std::cout << "Elements: ";
for (int i : vec) {
std::cout << i << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
|
范围-based for 循环
1
2
3
| for (元素类型 变量名 : 容器) {
}
|
注：
- 范围-based for 循环不仅适用于 std::vector，还适用于其他 STL 容器（如 std::list、std::map 等）以及数组。
- 代码块的结束必须在新的一行使用三个反引号，而且前后不能有多余的空格或其他字符，只需要简单地写 ‘ ``` ’。
- 默认情况下，范围-based for 循环是只读的。如果需要修改容器中的元素，需要使用引用：
1
2
3
| for (int& i : vec) {
i *= 2;
}
|
vector.front() & vector.back()
（成员函数）返回第一个 / 最后一个元素的引用，使你能够访问和修改它。
语法：
1
2
| reference front();
const_reference front() const;
|
- 返回类型：
- 如果
vec 是非 const 容器，front() 返回对第一个元素的 引用，类型为 reference。
- 如果
vec 是 const 容器，front() 返回对第一个元素的 常量引用，类型为 const_reference
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
| #include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> vec = {10, 20, 30, 40, 50};
std::cout << "The first element is: " << vec.front() << std::endl;
vec.front() = 100;
std::cout << "After modification, the first element is: " << vec.front() << std::endl;
return 0;
}
|
back()同理
vector.push_back()
（成员函数）将一个元素添加到容器末尾
语法：
1
2
| void push_back(const T& value);
void push_back(T&& value);
|
push_back(const T& value)：将一个值为 value 的元素添加到 std::vector 的末尾。value 是一个常量引用，可以是 std::vector 中存储的类型的任何对象。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
|
#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
vec.push_back(4);
for (int i : vec) {
std::cout << i << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
|
push_back(T&& value)：通过右值引用将一个临时对象（或可移动对象）添加到容器末尾，这样可以避免不必要的拷贝，提高效率
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
|
#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> vec;
vec.push_back(10);
for (int i : vec) {
std::cout << i << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
|
vector.pop_back()
（成员函数）用于删除末尾元素
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
| #include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4};
vec.pop_back();
for (int i : vec) {
std::cout << i << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
|
访问内部元素
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
| #include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
int main() {
std::vector<int> vec = {10, 20, 30, 40, 50};
std::cout << "Element at index 2: " << vec[2] << std::endl;
std::cout << "Element at index 2: " << vec.at(2) << std::endl;
std::vector<int>::iterator it = vec.begin() + 2;
std::cout << "Element at index 2: " << *it << std::endl;
size_t mid_index = vec.size() / 2;
std::cout << "Middle element: " << vec[mid_index] << std::endl;
auto it = std::next(vec.begin(), vec.size() / 2);
std::cout << "Middle element: " << *it << std::endl;
return 0;
}
|
vector.insert
（成员函数）用于在指定位置插入一个或多个元素，作用是将新元素插入到容器的指定位置，并将原有元素向后移动，以腾出空间。
语法：
1
2
3
4
5
| iterator insert(iterator pos, const T& value);
iterator insert(iterator pos, T&& value);
iterator insert(iterator pos, size_type count, const T& value);
template <class InputIterator>
iterator insert(iterator pos, InputIterator first, InputIterator last);
|
1. insert(iterator pos, const T& value) 插入单个元素
- 在指定位置
pos 插入单个元素 value。
pos 是一个指向容器中某个位置的迭代器。- 该方法返回一个迭代器，指向新插入的元素。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
| #include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4};
auto it = vec.insert(vec.begin() + 2, 10);
for (int i : vec) {
std::cout << i << " ";
}
std::cout << std::endl;
std::cout << "Inserted element: " << *it << std::endl;
return 0;
}
|
2. insert(iterator pos, T&& value)
- 这个版本与第一个类似，但是它允许传递一个右值引用（
T&&），适用于插入可以被移动的对象。
3. insert(iterator pos, size_type count, const T& value) 插入多个相同的元素
- 在指定位置
pos 插入 count 个值为 value 的元素。
- 如果你希望插入多个相同的元素，可以使用这个版本。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
| #include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4};
vec.insert(vec.begin() + 2, 3, 10);
for (int i : vec) {
std::cout << i << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
|
- 在指定位置
pos 插入一个范围 [first, last) 中的所有元素。
- 这可以用来将一个容器或其他可迭代范围的元素插入到当前容器中
示例：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
| #include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4};
std::vector<int> new_elements = {5, 6, 7};
vec.insert(vec.begin() + 2, new_elements.begin(), new_elements.end());
for (int i : vec) {
std::cout << i << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
|
注：
&vec.begin() 返回一个指向 vec 第一个元素的迭代器。通过 + 2 操作，vec.begin() + 2 将返回一个指向容器中第 3 个元素的迭代器（因为迭代器是从 0 开始的）。换句话说，它指向了容器的第三个位置。
&*it 是 解引用操作符，它用于访问迭代器 it 指向的元素。换句话说，*it 返回 it 所指向位置的值。
注：
返回值：返回迭代器，insert 返回一个迭代器，指向新插入的元素（对于插入单个元素的情况）。如果插入了多个元素，则指向插入区域中的第一个元素。
vec.erase
（成员函数）用于删除容器中一个或多个元素
语法：
1
2
| iterator erase(iterator position);
iterator erase(iterator first, iterator last);
|
1.iterator erase(iterator position)：
- 删除容器中指定位置的单个元素。
position 是一个指向要删除元素的迭代器。- 返回值是指向删除元素后容器中下一个元素的迭代器。如果删除的是容器的最后一个元素，则返回
vec.end()。
2.iterator erase(iterator first, iterator last)：
- 删除容器中从
first 到 last 之间的多个元素（first 包含，last 不包含）。
first 和 last 是迭代器，分别指向要删除元素的起始位置和结束位置。- 返回值是指向删除范围之后第一个元素的迭代器。如果删除的是容器的最后一部分，返回
vec.end()。
vector.size()&vector.capacity()
（均为成员函数）size返回容器当前包含的元素个数（容器的大小）；capacity返回容器能够容纳的元素的总容量（已经分配的内存空间中可以存储的元素数量，不是当前实际的元素数量）
std::vector 是一个动态数组，当元素数量超过当前容量时，它会自动扩容。扩容的过程包括：
- 分配一块更大的内存（通常是当前容量的 2 倍）。
- 将原有元素复制到新内存中。
- 释放旧内存。
