c++中vector的用法是什么_c++ std::vector容器全方位解析【教程】

std::vector是自动管理内存的动态数组，支持随机访问且可变大小；定义需#include ，初始化方式包括空容器、指定大小、初始化列表等；访问元素推荐at()确保安全，增删首选尾部操作，容量管理用reserve和shrink_to_fit优化性能。

std::vector 是 C++ STL 中最常用、最实用的容器之一，本质就是一个**自动管理内存的动态数组**。它既保留了原生数组随机访问快的优点，又解决了数组大小固定、手动管理内存的痛点。

怎么定义和初始化 vector

必须包含头文件 #include ，然后按需选择初始化方式：

• 空容器：std::vector<int> v;</int>
• 指定大小（默认值）：std::vector<double> v(5);</double> → 创建 5 个 0.0
• 指定大小 + 初始值：std::vector<char> v(3, 'x');</char> → {'x','x','x'}
• 初始化列表（C++11 起）：std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4};</int>
• 从数组拷贝：int a[] = {10, 20, 30}; std::vector<int> v(a, a+3);</int>
• 复制构造：std::vector<int> v2(v1);</int> 或 v2.assign(v1.begin(), v1.end());

怎么安全又高效地访问元素

访问方式有多种，用途和风险不同：

• v[i]：最快，但不检查越界（i 超出 0 ~ size()-1 就是未定义行为）
• v.at(i)：带边界检查，越界抛 std::out_of_range 异常，适合调试或关键逻辑
• v.front() / v.back()：分别取首尾元素，要求非空，否则行为未定义
• v.data()：返回指向首元素的原始指针（C++11），可用于传给 C 风格 API

怎么增删改查元素

操作位置直接影响效率，尤其注意“中间操作”代价高：

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• 尾部添加：v.push_back(x) —— 均摊 O(1)，推荐高频使用
• 尾部删除：v.pop_back() —— O(1)，不释放内存，只减小 size
• 任意位置插入：v.insert(v.begin()+i, x) —— O(n)，后续所有元素右移
• 任意位置删除：v.erase(v.begin()+i) 或区间 v.erase(it1, it2) —— O(n)，后续左移
• 清空全部：v.clear() —— size 变 0，capacity 通常不变（内存没释放）

怎么管好容量和内存

size 和 capacity 容易混淆，但对性能影响很大：

• v.size()：当前有多少个有效元素
• v.capacity()：已分配但未必全用上的空间大小（单位：元素个数）
• v.empty()：等价于 v.size() == 0
• v.reserve(n)：预分配至少 n 个元素的空间，避免多次扩容（推荐在知道大致规模时调用）
• v.resize(n)：把 size 改成 n；若变大，新增元素默认构造或填指定值；若变小，多余元素被析构
• v.shrink_to_fit()：请求系统把 capacity 缩到接近 size（非强制，C++11 起）

扩容机制因编译器而异：GCC 通常翻倍，MSVC 常用 1.5 倍。每次扩容都涉及新内存分配 + 元素拷贝/移动 + 旧内存释放，所以合理预分配很关键。

基本上就这些。vector 不复杂，但容易忽略 capacity 和 insert/erase 的开销。用好它，核心就三点：优先尾部操作、预估大小用 reserve、越界访问用 at()。

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