关于vector容器插入数据的一个优化操作

本文通过对比两种vector容器操作的方法,展示了在C++中如何通过预先设置容器容量来显著提高插入大量元素时的效率。实验证明,使用reserve方法可以将插入9000万个元素的时间从660减少到420。

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环境:window10 + vs2015


假定现在有如下代码:

vector<int> vec_int;
	
clock_t c1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 90000000; i++)
{
	vec_int.push_back(i);
}
clock_t c2 = clock();

cout<<"cost time : "<<c2-c1<<endl;

代码十分简单,往一个vector容器中插入9000万个元素,输出的时间开销为: 660
如果先对容器的容量进行设定,然后再插入元素,代码如下:

vector<int> vec_int;

clock_t c1 = clock();
vec_int.reserve(90000000);					//here
for (size_t i = 0; i < 90000000; i++)
{
	vec_int.push_back(i);
}
clock_t c2 = clock();

cout<<"cost time : "<<c2-c1<<endl;

输出的时间开销为:420

<think>嗯,用户问的是如何在C++的vector插入元素。首先,我得回忆一下vector的基本操作插入元素主要有几种方法,比如insert函数和push_back。用户可能已经知道push_back是在末尾添加,但更想知道如何在任意位置插入。 根据引用里的内容,insert可以在指定位置插入,但要注意效率问题。比如引用[2]提到,在中间或开头插入会导致元素后移,开销大,特别是对象复杂的时候。所以可能需要提到push_back优先,但用户明确问插入,所以重点在insert的使用。 用户给的示例代码里,引用了几个例子,比如vec.insert(vec.begin(), 3)在开头插入,还有vec.begin()+i的位置。需要解释这些用法,并给出例子。同时,引用[3]里的例子用了字符串vector插入到第三个位置之后,这也需要说明。 另外,erase和插入的关系可能也要提一下,但用户的问题集中在插入,所以可能不需要深入删除操作。不过引用[4]展示了插入和删除的示例,可能需要提到迭代器的使用,比如插入后返回的迭代器位置。 还要注意C++11之后的emplace_back和emplace方法,引用[5]提到了emplace_back通过移动语义减少构造,所以可能需要提到这些高效的方法,特别是对于复杂对象。 总结一下,回答的结构应该是先介绍常用方法,如push_back和insert,然后详细说明insert的用法,包括位置参数、插入单个元素或多个元素,并给出代码示例。同时,要提醒用户注意插入位置的效率问题,可能推荐在需要频繁中间插入时使用list。最后,提到C++11的emplace方法,优化对象构造。 需要确保语法正确,比如代码中的vector插入的语法,使用begin()加上索引。还要注意用户可能对迭代器不熟悉,所以解释清楚vec.begin() + i的含义。 可能用户的实际需求是在特定位置添加元素,比如在中间或开头,所以需要强调insert的参数使用。同时,引用中的例子显示可以插入单个或多个元素,甚至另一个容器的范围,这部分也要涵盖。 最后,生成相关问题时要考虑用户可能的后续疑问,比如效率比较、不同插入方法的区别、如何选择容器类型等。</think>在C++中,向`vector`容器插入元素主要通过`push_back()`和`insert()`两个核心函数实现。以下是具体方法和注意事项: --- ### **一、常用插入方法** 1. **尾部插入:`push_back()`** - 时间复杂度为$O(1)$,效率最高[^2] ```cpp vector<int> vec{1, 2, 3}; vec.push_back(4); // vec变为{1,2,3,4} ``` 2. **指定位置插入:`insert()`** - 语法:`iterator insert(const_iterator pos, const T& value)` - 示例:在第三个元素后插入`7` ```cpp vector<int> vec{10, 20, 30, 40}; vec.insert(vec.begin() + 3, 7); // vec变为{10,20,30,7,40} ``` - 支持批量插入:`vec.insert(pos, n, value)`或插入一个容器的范围[^3] --- ### **二、插入操作的影响** - **时间复杂度**:在非末尾位置插入时间复杂度为$O(n)$,因为需要后移后续元素[^2] - **适用场景**: - 少量插入时可用`insert()` - 频繁中间插入应改用`std::list`(链表结构更高效) --- ### **三、高效插入技巧(C++11+)** 使用`emplace()`和`emplace_back()`避免临时对象构造: ```cpp vector<string> vec; vec.emplace_back("直接构造"); // 比push_back("...")更高效 vec.emplace(vec.begin() + 1, "减少拷贝"); // 在指定位置构造[^5] ``` --- ### **四、完整示例** ```cpp #include <vector> #include <iostream> using namespace std; int main() { vector<int> vec = {10, 20, 30}; vec.push_back(40); // 尾部插入 vec.insert(vec.begin(), 5); // 头部插入5 vec.insert(vec.begin() + 2, {6, 7}); // 在索引2处插入6和7 // 结果:5,10,6,7,20,30,40 } ``` ---
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