C++ vector 容器

C++ vector 容器

概述

vector 是 C++ 标准模板库（STL）中的一个重要组成部分，它提供了一种动态数组的数据结构。vector 容器能够根据需要自动调整其大小，这使得它在管理数据集合时非常灵活和高效。在 C++ 中，vector 通常用于存储一系列元素，这些元素可以是基本数据类型（如 int、double 等），也可以是复杂的数据结构（如自定义类）。

基本操作

创建 vector

创建 vector 的基本方式是通过包含 <vector> 头文件，并使用 std::vector 命名空间。例如，创建一个整数类型的 vector 可以如下进行：

#include <vector>

std::vector<int> myVector;

添加元素

vector 提供了多种添加元素的方法，包括 push_back()，它可以在容器的末尾添加一个新元素：

myVector.push_back(10);
myVector.push_back(20);

访问元素

可以通过索引来访问 vector 中的元素，类似于访问数组元素：

int firstElement = myVector[0];
int secondElement = myVector[1];

修改元素

可以直接通过索引来修改 vector 中的元素：

myVector[0] = 100;

删除元素

可以使用 pop_back() 来删除 vector 末尾的元素：

myVector.pop_back();

遍历 vector

可以使用范围基于的 for 循环来遍历 vector 中的所有元素：

for (int element : myVector) {
    std::cout << element << std::endl;
}

vector 的大小

vector 的大小可以通过 size() 方法获取：

int size = myVector.size();

vector 的容量

vector 的容量可以通过 capacity() 方法获取，它表示在不重新分配内存的情况下，vector 可以存储的元素数量：

int capacity = myVector.capacity();

高级特性

vector 的内存管理

vector 在内部维护一段连续的内存空间，当元素数量超过当前容量时，vector 会自动重新分配更大的内存空间，并将现有元素复制到新空间中。这个过程称为“重新分配”。为了避免频繁的重新分配，vector 通常会分配比当前所需更多的内存，这就是为什么 capacity() 通常大于 size()。

迭代器

vector 提供了迭代器，它是一种用于访问容器元素的对象。迭代器可以用于各种 STL 算法，例如 std::sort()：

std::sort(myVector.begin(), myVector.end());

vector 的效率

虽然 vector 提供了动态数组的所有优点，但在某些操作（如插入和删除元素）时可能会效率较低，因为这些操作可能会导致内存中的元素移动。因此，在选择数据结构时，应根据具体的应用场景来决定是否使用 vector。

结论

vector 是 C++ 中一个强大且灵活的数据结构，适用于大多数需要动态数组的情况。通过了解其基本操作和高级特性，开发者可以更有效地使用 vector 来管理数据集合。