vector 详细用法 C++

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#vector #vector接口函数

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本文详细介绍了C++ STL中的vector容器的使用方法，包括常用成员函数的实现细节和内部工作原理，并通过示例代码验证了这些函数的功能。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

使用STL的三个境界：能用，明理，能扩展。本文属于第一个境界，如果结合了《STL源码解析》，则达到了第二个境界，如果项目中有需要，对STL进行了扩展则就达到了第三个境界！如果希望深刻理解vector的这些个成员函数，最好的办法是详细了解其内部实现，《STL源码解析》是个好途径！当然，也可以直接看编译器自带的<vector>的源码。

vector是C++标准模板库中的部分内容，vector之所以被认为是一个容器，是因为它能够像容器一样存放各种类型的对象，简单地说，vector是一个能够存放任意类型的动态数组。
为了使用vector，必须包含头文件<vector>。另，vector属于std命名空间，因此需要通过命名限定，可以有如下三种方式，后两种方式更好，因为未引入的无关的内容。（依稀记的《Effective C++》的某个条款这个提过！）
using namespace std;
using namespace std::vector;
std::vector<int> vec;

现在以 std::vector<int> vec为例，描述相关函数的功能！

第一部分：

vec.begin()//指向迭代器中第一个元素。 
vec.end()//指向迭代器中末端元素的下一个，指向一个不存在元素。		
vec.push_back(elem)		//在尾部加入一个数据。
vec.pop_back()			//删除最后一个数据。
vec.capacity()	//vector可用空间的大小。
vec.size()//返回容器中数据个数。
vec.empty()	//判断容器是否为空。
vec.front()		//传回第一个数据。
vec.back()	//传回最后一个数据，不检查这个数据是否存在。
vec.at(index)	//传回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range。
vec.clear()	//移除容器中所有数据。
vec.erase(iterator)	//删除pos位置的数据，传回下一个数据的位置。
vec.erase(begin,end)	//删除[beg,end)区间的数据，传回下一个数据的位置。注意：begin和end为iterator
vec.insert(position,elem)	//在pos位置插入一个elem拷贝，传回新数据位置。
vec.insert(position,n,elem)	//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
vec.insert(position,begin,end)	//在pos位置插入在[beg,end)区间的数据，无返回值。

以下代码验证上述这些常用函数的功能：

#include<vector>
#include<iostream>

using namespace std;


int main()
{
    vector<int> vec(3,0);
    vector<int>::iterator iter;
    vector<int>::iterator begin=vec.begin();
    vector<int>::iterator end=vec.end();
    cout<<"vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t i=0;
        cout<<*iter<<",";
        i++;
    }
    cout<<endl;
    cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
//////////////////////////////////////////////////
    cout<<endl;
    vec.push_back(1);
    vec.push_back(2);

    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<"push back 1 and 2 based on above;vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t j=0;
        cout<<*iter<<",";
        j++;
    }
    cout<<endl;
    cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
//////////////////////////////////////////////////
    cout<<endl;
    vec.pop_back();

    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<"pop one element based on above;vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t k=0;
        cout<<*iter<<",";
        k++;
    }
    cout<<endl;
    cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
/////////////////////////////////////////////////
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<endl;
    if(vec.empty())
    {
        cout<<"vec is empty"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"vec is not empty"<<endl;
    }
/////////////////////////////////////////////////  
    cout<<endl;
    cout<<"based on the above:"<<endl;
    cout<<"     vec.front():"<<vec.front()<<endl;
    cout<<"     vec.back():"<<vec.back()<<endl;
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    cout<<"vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t l=0;
        cout<<*iter<<",";
        l++;
    }
    cout<<endl;
////////////////////////////////////////////////////
    cout<<endl;
    cout<<"call at(),based on the above:"<<endl;
    cout<<"     vec.at():"<<vec.at(3)<<endl;
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    cout<<"vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t m=0;
        cout<<*iter<<",";
        m++;
    }
    cout<<endl;
//////////////////////////////////////////////////
    cout<<endl;
    cout<<"call clear(),based on the above:"<<endl;
    vec.clear();
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    cout<<"vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t m=0;
        cout<<*iter<<",";
        m++;
    }
    cout<<endl;
//////////////////////////////////////////////////
    cout<<endl;
    for(int i=1;i<8;i++)
    {
        vec.push_back(i);
    }
    cout<<"push_back 1,2,3,4,5,6,7 based on above;vec:";
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t m=0;
        cout<<*iter<<",";
        m++;
    }
////////////////////////////
    cout<<endl;
    vec.erase(vec.begin()+2);
    cout<<"call vec.erase(3),vec:";
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t m=0;
        cout<<*iter<<",";
        m++;
    }
    cout<<endl;
    cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
//////////////////////////
    cout<<endl;
    vec.erase(vec.begin()+1,vec.begin()+3);
    cout<<"call vec.erase(1,3),vec:";
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t m=0;
        cout<<*iter<<",";
        m++;
    }
    cout<<endl;
    cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    return 1;<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">}</span>

输出结果如下：

vector中v[i]与v.at(i)的区别：参见：http://www.cnblogs.com/zhuyf87/archive/2012/12/06/2805579.html

void f(vector<int> &v)
{
  v[0];    // A
  v.at[0];  // B
}

如果v非空，A行和B行没有任何区别。如果v为空，B行会抛出std::out_of_range异常，A行的行为未定义。
c++标准不要求vector<T>::operator[]进行下标越界检查，原因是为了效率，总是强制下标越界检查会增加程序的性能开销。设计vector是用来代替内置数组的，所以效率问题也应该考虑。不过使用operator[]就要自己承担越界风险了。如果需要下标越界检查，请使用at。

第二部分：

assign函数原型及功能：
void assign(const_iterator first,const_iterator last); //功能：将区间[first,last)的元素赋值到当前的vector中，当前vector会清除掉容器中之前的内容。
void assign(size_type n,const T& x = T()); //功能：赋n个值为x的元素到当前vector中，当前vector会清除掉容器中之前的内容。

以下函数验证assign函数的功能：

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
    vector<int> v1, v2, v3;
    vector<int>::iterator iter;
    for(int i=10; i<60; i+=10)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    v2.push_back(1);
    v2.push_back(2);

    cout << "v1 = " ;
    for (iter = v1.begin(); iter != v1.end(); iter++)
    {
        cout << *iter << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "v2 = ";
    for (iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter++)
        cout << *iter << " ";
    cout << endl;


    v1.assign(v2.begin(), v2.end());
    cout << "v2 = ";
    for (iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter++)
        cout << *iter << " ";
    cout << endl;
    v3=v1;
    v3.assign(4,3) ;
    cout << "v3 = ";
    for (iter = v3.begin(); iter != v3.end(); iter++)
        cout << *iter << " ";
    cout << endl;
    return 0;
}

运行结果如下：

第三部分：

vec.rbegin()//传回一个vector的最后一个数据的指针。
vec.rend()// 传回一个vector的第一个数据前一个位置的指针。？

验证代码如下：

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
    vector<int> v1, v2, v3;
    vector<int>::iterator iter;
    for(int i=10; i<60; i+=10)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    v2.push_back(1);
    v2.push_back(2);

    cout << "v1 = " ;
    for (iter = v1.begin(); iter != v1.end(); iter++)
    {
        cout << *iter << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "v2 = ";
    for (iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter++)
        cout << *iter << " ";
    cout << endl;
    vector<int>::reverse_iterator r_iter;
    cout << "v1 in reverse ";
    for (r_iter = v1.rbegin(); r_iter != v1.rend(); r_iter++)
        cout << *r_iter << " ";
    cout << endl;
    cout<<"v1.rbegin():"<<*v1.rbegin()<<endl;
    cout<<"v1.rbegin():"<<(*(v1.rbegin()--))<<endl;
    cout<<"v1.rend()--:"<<*(v1.rend()--)<<endl;

    cout<<"v1.rend()++:"<<*(v1.rend()++)<<endl;

    return 0;
}

输出结果为：

此处有个疑问：对(*(v1.rbegin()++))、(*(v1.begin()++))、(*(v1.rbegin()--))、(*(v1.begin()--))均没达到预期，需要看下其内部究竟是怎么实现的！

另外，注意：企图直接打印迭代器，编译是通不过的！eg:cout<< v1.begin();

第四部分：

vec.resize(num)//重新指定vector的长度。
vec.resize(num,value)//重新指定vector的长度。并设定新增的元素的值

当需要以vec[size+1]=vec[j];的方式对超过vector的size赋值时，都需要先调用下resize()函数，如果直接对超出vector.size()的位置赋值，编译不能通过！

如上所示，一种是仅仅设定size，另一种即设定size也设定value;其实resize函数就是重新设定finish指针。如果在调用resize函数时，发现vector没有剩余的空间了，则会以当前的size为基础，申请开辟2倍的空间。（开辟空间，拷贝，释放原有空间的过程）

第五部分：

vec.swap(vec1)//
swap(vec,vec1)//

#include<vector>
#include<iostream>

using namespace std;

int main()
{
    vector<int> vec(3,0);
    vector<int>::iterator iter;
    vector<int>::iterator begin=vec.begin();
    vector<int>::iterator end=vec.end();
    cout<<"vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t i=0;
        cout<<*iter<<",";
        i++;
    }
    cout<<endl;
    vec.push_back(7);
    cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    vector<int>(vec).swap(vec);
    cout<<"vector<int>(vec)-swap-capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    cout<<"vector<int>(vec)-swap-size:"<<vec.size()<<endl;


    {
        vector<int> temp(vec);
        temp.swap(vec);
        cout<<"temp-swap-capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
        cout<<"temp-swap-size:"<<vec.size()<<endl;
    }


    vector<int>().swap(vec);
    cout<<"vector<int>()-swap-capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
    cout<<"vector<int>()-swap-size:"<<vec.size()<<endl;
     return 1;
}

输出结果为：

#include<vector>
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;


int main()
{
    vector<int> vec(3,0);
    vector<int>::iterator iter;
    vector<int>::iterator begin=vec.begin();
    vector<int>::iterator end=vec.end();
    cout<<"vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        static std::size_t i=0;
        cout<<*iter<<",";
        i++;
    }
    cout<<endl;
    vec.push_back(7);
    cout<<"vec size:"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"vec capacity:"<<vec.capacity()<<endl;

    vector<int> vec1(3,1);
    vec1.push_back(6);
    cout<<"vec1 size:"<<vec1.size()<<endl;
    cout<<"vec1 capacity:"<<vec1.capacity()<<endl;

    swap(vec,vec1);
    begin=vec.begin();
    end=vec.end();
    cout<<"after swap vec:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        cout<<*iter<<",";
    }
    cout<<"vec size after swap():"<<vec.size()<<endl;
    cout<<"vec capacity after swap():"<<vec.capacity()<<endl;

    begin=vec1.begin();
    end=vec1.end();
    cout<<"after swap vec1:";
    for(iter=begin; iter!=end; iter++)
    {
        cout<<*iter<<",";
    }
    cout<<"vec1 size after swap():"<<vec1.size()<<endl;
    cout<<"vec1 capacity after swap():"<<vec1.capacity()<<endl;
    return 0;
}

输出结果为：

该结果表明<algorithm>中的函数swap()，只是交换两个vector中的内容，其原本的size和capacity均不做改变！

vec.reserve()//设定capacity的值，如果小于原本的capacity的值则保持为原本的capacity的值。

以下为显而易见的操作：
operator[]：//此函数返回的是容器中指定位置的一个引用。
operattor*：//指针的取址操作

若干种创建方式（vector的构造函数）
vector<type> vec
vector<type> vec(vec1)
vector<type> vec=vec1
vector<type> vec(n)
vector<type> vec(n,elem)
vector<type> vec(begin,end)
vector<type> vec{a,b,c,……}
vector<type> vec={a,b,c,……}