C++ vector

1. ​std::vector 基本概念

• ​定义：std::vector 是 C++ 标准库提供的动态数组容器，支持随机访问和动态扩容。
• ​头文件：#include <vector>
• ​特性：
  • 元素在内存中连续存储（类似数组）。
  • 自动扩容（当容量不足时重新分配内存）。
  • 提供迭代器支持。

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2. ​构造函数（Constructors）​

(1) ​默认构造函数

vector<int> vec1;  // 创建一个空vector，size=0，capacity=0

(2) ​指定初始大小和默认值

vector<int> vec2(5);       // 5个元素，默认初始化（int为0）
vector<double> vec3(5, 3.14);  // 5个元素，每个值为3.14

(3) ​通过迭代器范围构造

int arr[] = {1, 2, 3};
vector<int> vec4(arr, arr + 3);  // 复制数组的[arr, arr+3)范围元素

(4) ​拷贝构造函数

vector<int> vec5(vec4);  // 深拷贝vec4的内容

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3. ​修改元素的成员函数

(1) ​push_back()

在末尾添加元素（拷贝语义）：

vector<int> vec;
vec.push_back(10);  // 添加元素10到末尾

(2) ​insert()

插入元素到指定位置，支持以下重载：

• ​插入单个值：

  vector<int> vec = {1, 3};
  vec.insert(vec.begin() + 1, 2);  // 在位置1插入2 → {1, 2, 3}

• ​插入多个相同值：

  vec.insert(vec.end(), 2, 4);  // 在末尾插入2个4 → {1, 2, 3, 4, 4}

• ​通过迭代器范围插入：

• int arr[] = {5, 6};
  vec.insert(vec.end(), arr, arr + 2);  // 插入数组内容 → {1, 2, 3, 4, 4, 5, 6}

(3) ​erase()

删除指定位置或范围的元素：

• ​删除单个元素：

  vec.erase(vec.begin() + 1);  // 删除位置1的元素 → {1, 3, 4, 4, 5, 6}

• ​删除范围元素：

  vec.erase(vec.begin() + 3, vec.end());  // 删除位置3到末尾 → {1, 3, 4}

(4) ​clear()

清空所有元素（size=0，capacity不变）：

vec.clear();

(5) ​assign()

重新分配元素（覆盖原有内容）：

• ​指定数量和值：

  vec.assign(3, 10);  // 3个10 → {10, 10, 10}

• ​通过迭代器范围：

  int arr[] = {20, 30, 40};
  vec.assign(arr, arr + 2);  // 复制前2个元素 → {20, 30}

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4. ​访问元素的成员函数

(1) ​operator[]

通过下标访问（不检查越界）：

int x = vec[0];  // 访问第一个元素

(2) ​at()

通过下标访问：

int y = vec.at(1);  // 访问第二个元素

(3) ​front() 和 back()

访问首尾元素：

int first = vec.front();  // 第一个元素
int last = vec.back();    // 最后一个元素

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5. ​容量管理的成员函数

(1) ​size() 和 capacity()

获取元素数量和当前容量：

size_t s = vec.size();      // 当前元素数量
size_t c = vec.capacity();  // 当前分配的内存容量

(2) ​resize()

调整元素数量：

vec.resize(5);      // 调整size=5，多出的元素默认初始化（int为0）
vec.resize(3, 100); // 调整size=3，若需要新增元素则初始化为100

(3) ​reserve()

预分配内存（避免多次扩容）：

vec.reserve(100);  // 分配至少容纳100个元素的内存

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6. ​迭代器操作

• ​begin() 和 end()：

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

• ​rbegin() 和 rend()（反向迭代器）​：

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

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7. ​注意事项

• ​扩容机制：当 size() == capacity() 时，push_back 或 insert 会触发扩容。
• ​迭代器失效：插入或删除操作可能导致迭代器失效（这个会在我后续的文章中详细解决迭代器失效的问题）。