数组和vector性能有什么区别 内存布局与访问效率对比

数组和 vector 的性能区别主要体现在内存布局、访问效率及插入删除操作上。1. 数组是固定大小，编译时确定，vector 动态扩容，按指数级增长，摊销插入成本；2. 两者随机访问均为 o(1)，但数组无边界检查，vector 可启用 at() 检查，更安全；3. 插入/删除时，vector 在中间操作比数组更慢，因需搬移元素并处理内存；4. 使用建议：数据量固定且追求性能用数组，不确定或需丰富接口用 vector。

数组和 vector 的性能区别主要体现在内存布局和访问效率上。数组是语言内建的固定大小数据结构，vector 是 C++ 标准库提供的动态数组容器。它们在底层实现和使用场景上各有优劣。

内存布局：连续但管理方式不同

数组和 vector 都采用连续内存存储元素，这是它们在访问效率高的一个共同基础。不同的是，数组的大小必须在编译时确定（C++11 之前），而 vector 可以动态扩容。

• 数组的内存是静态分配的，比如

  int arr[100];

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  ，一旦声明就不能改变长度。
• vector 则是在堆上动态分配内存，可以随着元素的增加自动扩展容量。

当 vector 扩容时，它会重新申请一块更大的内存，把旧数据复制过去，并释放原来的内存。这个过程虽然有开销，但标准库实现通常会按指数级增长容量（例如每次扩大到 1.5 或 2 倍），从而摊销了平均插入成本。

访问效率：基本一致，但细节有差别

由于都使用连续内存，数组和 vector 的随机访问时间复杂度都是 O(1)，也就是说，访问第 n 个元素的速度非常快。

不过要注意几个点：

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• 数组没有边界检查，访问越界行为是未定义的，容易出错；
• vector 在调试模式下可能会启用边界检查（如使用

  at()

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  方法）；
• 使用指针访问数组时可能更贴近底层，优化空间更大；
• vector 多了一些额外的状态信息（如 size 和 capacity），但在访问速度上影响不大。

所以从访问效率上看，两者几乎持平，但在安全性和灵活性上 vector 更胜一筹。

插入与删除：vector 明显慢于数组的部分

如果你需要频繁在中间或头部插入/删除元素，vector 就不如数组高效了，因为这会导致大量元素移动。

举个例子：

• 在数组中间插入一个元素，你需要手动搬移后面的所有元素；
• vector 同样要搬移元素，但它还会自动处理内存问题，带来额外开销。

因此，在只在尾部操作的情况下，vector 性能很好；但如果涉及频繁的中间操作，最好考虑链表结构或者预留足够空间避免频繁移动。

使用建议：根据需求选择合适工具

如果你知道数据量固定、追求极致性能，且不需要动态扩容功能，用数组更轻量； 如果数据量不确定、希望使用 STL 提供的丰富接口（如迭代器、算法配合等），vector 更方便； 对于高性能要求的场合，比如嵌入式系统或底层开发，数组可能是更好的选择； 而在快速开发、逻辑复杂但性能不是瓶颈的项目中，vector 更适合。

基本上就这些。

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