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C++容器介绍：vector

news 2026/2/8 17:05:20

vector

简介

vector是表示可变大小数组的序列容器。
就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。
本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小。
vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。
与其它动态序列容器相比（deques, lists and forward_lists)，vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起lists和forward_lists统一的迭代器和引用更好。

使用方法

1.头文件

include<vector>

2.vector声明及初始化

vector<int> vec;        //声明一个int型向量
vector<int> vec(5);     //声明一个初始大小为5的int向量
vector<int> vec(10, 1); //声明一个初始大小为10且值都是1的向量
vector<int> vec(tmp);   //声明并用tmp向量初始化vec向量
vector<int> tmp(vec.begin(), vec.begin() + 3);  //用向量vec的第0个到第2个值初始化tmp
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};   
vector<int> vec(arr, arr + 5);      //将arr数组的元素用于初始化vec向量
//说明：当然不包括arr[4]元素，末尾指针都是指结束元素的下一个元素，
//这个主要是为了和vec.end()指针统一。
vector<int> vec(&arr[1], &arr[4]); //将arr[1]~arr[4]范围内的元素作为vec的初始值

3.vector基本操作

(1). 容量

向量大小： vec.size();
向量最大容量： vec.max_size();
更改向量大小： vec.resize();
向量真实大小： vec.capacity();
向量判空： vec.empty();
减少向量大小到满足元素所占存储空间的大小： vec.shrink_to_fit(); //shrink_to_fit

(2). 修改

多个元素赋值： vec.assign(); //类似于初始化时用数组进行赋值
末尾添加元素： vec.push_back();
末尾删除元素： vec.pop_back();
任意位置插入元素： vec.insert();
任意位置删除元素： vec.erase();
交换两个向量的元素： vec.swap();
清空向量元素： vec.clear();

(3)迭代器

开始指针：vec.begin();
末尾指针：vec.end(); //指向最后一个元素的下一个位置

指向常量的开始指针： vec.cbegin(); //意思就是不能通过这个指针来修改所指的内容，
但还是可以通过其他方式修改的，而且指针也是可以移动的。
指向常量的末尾指针： vec.cend();
Note:对于vector 有vector::const_iterator iter 可以使用，不能通过这个迭代器修改vector中的变量

反向迭代器：


auto itRB = v1.rbegin(), itRE = v1.rend();cout << "The first element of the vector is " << *(itRE - 1) << '\n';cout << "The last element of the vector is " << *(itRB) << '\n' << endl;

去重

vector<int> v3{ 1,1,1,2,2,3 };
// unique()函数返回一个迭代器，指向重复元素的开头
auto ituv=unique(v3.begin(), v3.end());
//用erase函数擦除重复的元素
v3.erase(ituv, v3.end());

(4)元素的访问

下标访问： vec[1]; //并不会检查是否越界
at方法访问： vec.at(1); //以上两者的区别就是at会检查是否越界，是则抛出out of range异常
访问第一个元素： vec.front();
访问最后一个元素： vec.back();
返回一个指针： int* p = vec.data(); //可行的原因在于vector在内存中就是一个连续存储的数组，所以可以返回一个指针指向这个数组。这是是C++11的特性。

(5)算法

遍历元素

vector<int>::iterator it;
for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)	cout << *it << endl;//或者
for (size_t i = 0; i < vec.size(); i++) {cout << vec.at(i) << endl;
}

元素翻转

include <algorithm>
reverse(vec.begin(), vec.end());

元素排序

include <algorithm>
sort(vec.begin(), vec.end()); //采用的是从小到大的排序
//如果想从大到小排序，可以采用上面反转函数，也可以采用下面方法:
bool Comp(const int& a, const int& b) {return a > b;
}
sort(vec.begin(), vec.end(), Comp);

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