c++ vector数组详细介绍（一）https://developer.aliyun.com/article/1436994
直接修改元素
你可以使用下标运算符 [] 或 at() 方法来直接访问并修改 vector 中的元素。这种方法类似于操作普通数组。
std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40}; v[2] = 100; // 使用下标运算符修改第三个元素 v.at(3) = 200; // 使用 at() 方法修改第四个元素
添加元素
push_back(value): 在 vector 的末尾添加一个新元素。
emplace_back(args…): 类似于 push_back，但可以直接构造元素，避免复制或移动操作。
insert(position, value): 在指定位置插入一个或多个新元素。
std::vector<int> v = {10, 20, 30}; v.push_back(40); // 现在 v = {10, 20, 30, 40} v.emplace_back(50); // 现在 v = {10, 20, 30, 40, 50} v.insert(v.begin() + 2, 15); // 在第三个位置插入 15，现在 v = {10, 20, 15, 30, 40, 50}
删除元素
pop_back(): 移除 vector 末尾的元素。
erase(position) 或 erase(start, end): 移除指定位置或范围内的元素。
clear(): 清空整个 vector。
std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40, 50}; v.pop_back(); // 移除最后一个元素，现在 v = {10, 20, 30, 40} v.erase(v.begin() + 2); // 移除第三个元素，现在 v = {10, 20, 40} v.clear(); // 清空整个 vector
其他修改操作
resize(n, value): 改变 vector 的大小。如果新大小大于当前大小，新元素将被初始化为 value（如果提供了的话）。
swap(vector): 与另一个 vector 交换内容。
std::vector<int> v1 = {1, 2, 3}; std::vector<int> v2 = {4, 5, 6}; v1.resize(5, 100); // 现在 v1 = {1, 2, 3, 100, 100} v1.swap(v2); // 现在 v1 = {4, 5, 6}, v2 = {1, 2, 3, 100, 100}
注意事项
在使用 [] 或 at() 修改元素时，确保索引在 vector 的有效范围内。
在添加或删除元素时，vector 的大小会自动调整。
使用 emplace_back 而非 push_back 可以提高效率，尤其是对于复杂类型的对象。
insert, erase, 和 resize 等操作可能影响 vector 的性能，特别是在处理大量数据时。
2.5 迭代器
迭代器类型
正向迭代器：
允许你从 vector 的开头向末尾遍历。
反向迭代器：
允许你从 vector 的末尾向开头遍历。
常量迭代器：
不允许修改它们所指向的元素，可以是正向或反向。
获取迭代器
使用 begin() 和 end() 成员函数获得指向 vector 开头和末尾的正向迭代器。
使用 rbegin() 和 rend() 获得反向迭代器。
cbegin()、cend()、crbegin() 和 crend() 分别用于获取常量正向和反向迭代器（C++11 及以后版本）。
迭代器操作
遍历：通过递增（++）和递减（- -）迭代器来遍历 vector。
访问元素：使用解引用操作符（*）来访问迭代器所指向的元素。
比较：迭代器可以使用比较操作符（如 == 和 !=）来判断是否到达 vector 的末尾或特定位置。
#include <vector> #include <iostream> int main() { std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用正向迭代器遍历 for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; // 使用反向迭代器遍历 for (auto rit = v.rbegin(); rit != v.rend(); ++rit) { std::cout << *rit << " "; } std::cout << std::endl; return 0; }
注意事项
在使用迭代器时，确保不要越界访问。例如，不要解引用 end() 或 rend() 返回的迭代器。
修改 vector（如添加或删除元素）可能会使现有迭代器失效。在进行这类操作后，应该重新获取迭代器。
常量迭代器适用于不需要修改元素值的情况，增强代码的安全性。
通过使用迭代器，你可以编写更通用的代码，这些代码可以适用于多种不同的容器类型，不仅仅是 vector。
3. vector大小和容量详解
在 C++ 中，vector 的大小（size）和容量（capacity）是两个重要但不同的概念。理解这两者之间的区别对于有效地使用 vector 来说非常关键。
大小（Size）
定义：
vector 的大小是指它当前包含的元素数量。
获取方法：
使用 size() 成员函数。
动态变化：
当你添加或删除元素时，vector 的大小会相应增加或减少。
示例：
如果你向一个空的 vector 添加了三个元素，它的大小（size()）将是 3。
容量（Capacity）
定义：
vector 的容量是指在需要重新分配内存之前它可以容纳的元素数量。
获取方法：
使用 capacity() 成员函数。
预先分配：
为了减少多次分配内存的开销，vector 通常会预先分配比当前大小更多的空间。这意味着容量通常会等于或大于大小。
自动增长：
当添加新元素导致当前容量不足时，vector 会自动增加其容量（通常是当前容量的两倍，但这取决于实现）。
示例：
一个大小为 3 的 vector 可能有一个容量为 6，表示它可以在不重新分配内存的情况下增加到 6 个元素。
重要操作
resize(n): 改变 vector 的大小为 n。如果 n 大于当前大小，会添加默认初始化的元素；如果 n 小于当前大小，多余的元素会被移除。
std::vector<int> v = {1, 2, 3}; v.resize(5); // 大小改为 5，添加了两个值为 0 的元素 reserve(n): 保证 vector 至少有 n 的容量。如果 n 大于当前容量，会进行内存分配以增加容量；否则，该方法不会改变 vector 的容量。
std::vector<int> v; v.reserve(10); // 容量至少为 10，但大小仍为 0
注意事项
对于性能敏感的应用，合理管理 vector 的大小和容量是很重要的。频繁的内存分配和复制可能会导致性能问题。
使用 reserve() 预分配内存可以减少因添加新元素而导致的多次内存重新分配。
size() 和 capacity() 的值可以相同，但也可以不同。capacity() 永远不会小于 size()。
在处理大量数据时，了解和合理利用 vector 的大小和容量可以帮助优化程序的性能和内存使用。
4. 算法操作
C++ 中的 vector 容器与标准模板库（STL）提供的算法高度兼容。这种兼容性是通过迭代器实现的，使得 vector 可以与大多数通用算法一起使用。
算法概述
STL 算法库包括一系列标准化的函数，用于执行范围内的操作，如排序、搜索、转换、计数等。
这些算法通常通过一对迭代器来指定作用的范围（例如，begin() 和 end()）。
常用算法示例
排序 (sort):
对 vector 中的元素进行排序。
std::vector<int> v = {4, 1, 3, 5, 2}; std::sort(v.begin(), v.end()); // 升序排序
查找 (find):
查找 vector 中的特定元素。
auto it = std::find(v.begin(), v.end(), 3); if (it != v.end()) { std::cout << "Element found!" << std::endl; }
反转 (reverse):
反转 vector 中的元素顺序。
std::reverse(v.begin(), v.end());
累加 (accumulate):
计算 vector 中所有元素的总和。
int sum = std::accumulate(v.begin(), v.end(), 0);
唯一化 (unique):
移除连续且相同的元素。
std::sort(v.begin(), v.end()); // unique 需要先排序 auto last = std::unique(v.begin(), v.end()); v.erase(last, v.end()); // 移除重复之后的多余元素
注意事项
在使用这些算法时，确保传递正确的迭代器范围。
某些算法（如 sort 和 unique）可能改变容器中元素的位置或数量。在使用这些算法之后，之前获取的迭代器可能会失效。
许多算法需要容器中的元素已经按照某种顺序排列，例如 unique 和 binary_search，在使用这些算法之前，需要确保容器已经正确排序。
accumulate 等算法可能需要额外的头文件（如 ）。
通过将 vector 与 STL 算法结合使用，你可以编写出既简洁又高效的代码来处理复杂的数据集操作。这也是 C++ STL 强大和灵活的一个重要体现。
5. 性能考量
当使用 C++ 的 vector 容器时，考虑其性能特点是非常重要的。虽然 vector 提供了便利性和灵活性，但在某些情况下，它的行为可能对程序的性能产生影响。以下是需要考虑的主要性能方面：
5.1 动态数组的性能影响
内存分配和重新分配：
当向 vector 添加新元素而当前容量不足以容纳它们时，vector 需要进行内存重新分配。这个过程涉及分配新的更大的内存块、复制现有元素到新内存、并释放旧内存。这可能是一个相对昂贵的操作，特别是对于大型 vector 或包含复杂对象的 vector。
预分配容量：
通过 reserve() 方法预先分配足够的容量可以避免或减少内存重新分配的次数，从而提高性能。
5.2 元素访问和修改
随机访问：
vector 提供了快速的随机访问（即直接通过索引访问），这在性能方面是一个优势，特别是与一些其他容器（如 list 或 forward_list）相比。
插入和删除：
在 vector 的末尾添加或移除元素（例如使用 push_back() 和 pop_back()）是非常快速的。但是在 vector 的开始或中间位置插入或删除元素可能会导致现有元素的移动，这可能是一个较慢的操作。
5.3 大小与容量管理
容量与大小：
vector 的容量可能大于其实际大小。这意味着 vector 可能会占用比实际需要的更多内存。使用 shrink_to_fit() 可以请求减少 vector 的容量以匹配其大小，尽管这种请求不一定总会被满足。
大小变更操作：
resize() 和 reserve() 可以用来管理 vector 的大小和容量。合理使用这些操作可以避免不必要的内存重新分配。
5.4 迭代器和算法
迭代器遍历：
使用迭代器遍历 vector 通常是高效的。但是，如果在遍历过程中修改 vector（例如添加或删除元素），可能会使迭代器失效，导致未定义行为。
5.5 总体性能
整体效率：
总的来说，vector 是一个高效的容器，特别是在需要快速随机访问元素时。对于大多数用途，它提供了良好的性能和方便的接口。
选择合适的容器：
虽然 vector 在很多情况下都是一个好的选择，但根据具体需求选择合适的容器类型是很重要的。例如，如果你需要频繁在容器中间插入或删除元素，list 或 deque 可能是更好的选择。
6. 高级特性
C++ vector 容器提供了一些高级特性，特别是在 C++11 和后续版本中。这些特性不仅增加了灵活性，还改善了性能和使用方便性。以下是一些重要的高级特性：
初始化列表 (C++11)
允许使用花括号 {} 初始化 vector，使代码更简洁。
例如：
std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
emplace_back 和 emplace (C++11)
这些函数在 vector 中直接构造元素，而不是先构造然后复制或移动到容器中。
这可以提高性能，特别是对于包含复杂对象的 vector。
例如：
v.emplace_back(3, "three"); //在 vector 的末尾直接构造一个元素。
范围构造器 (C++11)
允许使用两个迭代器作为参数来构造 vector，从而复制或移动另一个容器中的元素范围。
例如：
std::vector<int> v1 = {1, 2, 3}; std::vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
shrink_to_fit (C++11)
请求减少 vector 的容量以匹配其大小，有助于节省内存。
不保证容量一定会减少，但大多数实现都会尽量满足这个请求。
data 方法 (C++11)
提供对 vector 内部数组的直接访问。
可以用于与 C 风格的函数接口交互，需要一个指向数组的指针。
例如：
int* p = v.data();
移动语义 (C++11)
vector 支持移动构造和移动赋值，这意味着在某些情况下可以避免复制整个 vector 的内容，而是直接移动它。
对于包含大量元素的 vector，这可以大大提高性能。
noexcept 修饰符 (C++11)
一些 vector 操作被标记为 noexcept，表明它们不会抛出异常。
这对于某些需要异常安全保证的场景非常有用。
可以在 vector 上使用的 Lambda 表达式 (C++11)
结合 STL 算法，可以用于强大的元素处理，如 std::for_each 或 std::transform。
支持非标准分配器
vector 可以使用自定义分配器，这对于特殊的内存管理需求很有用。
这些高级特性使得 vector 更加强大和灵活，同时也提高了其与现代 C++ 语言特性的兼容性。这些特性的使用可以使代码更加高效、简洁和功能强大。
7. vector动态大小详解
vector 可以根据需要自动调整大小，这意味着你可以在运行时向 vector 添加或删除元素，而它的大小会自动增长或缩减。
vector 的动态大小特性是其最重要的特点之一。这个特性允许 vector 在运行时根据需要自动调整其存储的元素数量。以下是对这一特性的详细介绍：
自动调整大小
当新元素被添加到 vector 中，而当前的存储空间不足以容纳更多元素时，vector 会自动扩展其容量。
通常，vector 会将其容量增加到当前大小的两倍，这种增长策略旨在平衡内存使用和重新分配的次数。不过，具体的增长策略可能因实现而异。
内存管理
vector 在内部管理一个动态数组，用于存储其元素。当 vector 的大小改变时，它可能需要分配一个更大的数组并将现有元素复制到新数组中，然后释放旧数组的内存。
这个过程是自动的，对使用者来说是透明的。
c++ vector数组详细介绍（三）https://developer.aliyun.com/article/1437019?spm=a2c6h.13262185.profile.51.5bba685cuSQkDD
