C++ STL vector 容器介绍

C++ STL（Standard Template Library，标准模板库）是C++编程语言中不可或缺的一部分，它提供了一组高效且灵活的算法、容器和迭代器。在STL中，`vector`是一种非常重要的容器，它是一个动态数组，允许在任意位置进行元素的插入和删除，并能保持元素的顺序。 `vector`容器的主要特点包括： 1. 动态数组：`vector`的底层实现是一个动态数组，这意味着它的大小可以在运行时动态改变。当你向`vector`添加新元素时，如果当前容量不足，它会自动调整大小，通常会分配比当前需要更多空间的新数组，以减少频繁的内存分配。 2. 随机访问：由于`vector`是基于数组的，你可以通过下标直接访问任何位置的元素，其时间复杂度为O(1)。这与链表等其他容器不同，链表的访问需要从头开始遍历。 3. 迭代器支持：`vector`提供了前向迭代器，可以方便地遍历其所有元素，同时也支持反向迭代器，使得从后向前遍历成为可能。 4. 操作效率：`push_back()`和`pop_back()`操作在大多数情况下都非常高效，因为它们只需要在数组末尾进行操作。但在中间插入或删除元素可能会涉及元素的移动，这可能导致线性时间复杂度。 5. 元素类型：`vector`可以存储任何类型的元素，只要这些元素满足复制构造和赋值操作的要求。通过模板参数，你可以指定`vector`中元素的具体类型。 6. 尺寸操作：`vector`提供了`size()`方法返回元素数量，`capacity()`返回当前分配的内存大小，`reserve()`用于预分配内存以避免不必要的扩容，`empty()`检查容器是否为空。 7. 迭代器失效：当`vector`进行重新分配时（例如，插入元素导致容量不足），所有指向`vector`内部元素的迭代器、指针和引用都可能失效，这是使用`vector`时需要注意的一点。 8. 插入和删除：`insert()`函数可以将元素插入到`vector`的指定位置，而`erase()`则用于删除元素。`insert()`和`erase()`的效率取决于插入或删除的位置以及`vector`当前的大小。 9. 高级功能：`vector`还支持`swap()`函数交换两个`vector`的内容，`emplace()`和`emplace_back()`可以直接在`vector`中构造元素，避免了额外的拷贝或移动操作。 学习`vector`容器时，还需要理解其与其他STL容器如`deque`、`list`和`array`的区别，以便在不同的场景下选择最合适的容器。例如，`deque`在两端插入和删除更高效，`list`则适合频繁的插入和删除，而`array`是固定大小的，适用于需要静态数组的情况。 C++中的`STL vector`是一个强大且灵活的工具，适用于需要顺序访问和快速随机访问的场合。掌握`vector`的用法和特性，将极大地提升C++编程的效率和代码质量。