C++代码vector实现

在C++编程语言中，`std::vector`是标准模板库(STL)中的一种容器，它提供了动态数组的功能。`vector`允许程序员在运行时改变其大小，可以在末尾高效地添加或删除元素。它是C++中最常用的容器之一，因为它提供了随机访问和连续存储的性能优势。 ### `vector`的基本概念 1. **定义与初始化**：`vector`可以通过指定类型和初始容量来创建。例如，创建一个存储整数的`vector`可以写为`std::vector<int> vec;`或者`std::vector<int> vec(10);`后者会创建一个包含10个默认值（通常是0）的`vector`。 2. **元素访问**：你可以通过索引来访问`vector`中的元素，就像访问数组一样，如`vec[0]`。也可以使用`at()`函数，它会进行边界检查并抛出异常，如果索引超出范围。 ### `vector`的操作 1. **插入与删除**： - `push_back()`：在`vector`末尾添加一个元素。 - `pop_back()`：移除`vector`的最后一个元素。 - `insert()`：在指定位置插入一个或多个元素。 - `erase()`：删除一个或多个元素，可以指定位置或范围。 2. **大小与容量**： - `size()`：返回`vector`中元素的数量。 - `capacity()`：返回`vector`当前能容纳的元素数量。如果需要增加容量，`vector`会自动进行内存重新分配，这被称为“动态扩容”。 - `reserve()`：预分配空间，确保`vector`至少有指定容量，避免不必要的动态扩容。 ### `vector`的迭代器 C++中的迭代器提供了一种方式来遍历`vector`的元素。迭代器类似于指针，但提供了更多操作。例如，以下代码遍历并打印`vector`的所有元素： ```cpp for(auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } ``` ### 效率考虑 1. **插入效率**：在`vector`末尾插入元素通常非常高效，因为只需要调整指针。但在中间插入或删除元素可能导致所有后续元素的移动，这可能较慢。 2. **内存管理**：`vector`的动态扩容可能导致内存的多次分配和拷贝，这可能影响性能。为了避免这种情况，可以先用`reserve()`预分配足够的空间。 ### 特殊操作 1. `swap()`：交换两个`vector`的内容，通常比元素逐个交换更快。 2. `clear()`：删除`vector`的所有元素，但不释放内存。 ### `vector`与数组的对比 `vector`提供了数组不具备的动态性，但访问速度略慢于静态分配的数组。数组在内存中是连续的，而`vector`可能会因为动态扩容而产生空洞，导致内存碎片。 在实际编程中，选择`vector`还是数组取决于需求。如果需要灵活地增减元素，且对性能要求不是特别苛刻，`vector`是一个好选择；如果对内存占用和访问速度有较高要求，静态数组可能更合适。 了解了这些基本知识点后，你可以熟练地在C++程序中使用`vector`容器，有效地管理数据并优化程序性能。在`studyworkspace`这个文件夹中，可能包含了关于`vector`实现的代码示例和练习，通过学习和实践这些内容，你将更深入地掌握`vector`的使用。