C++标准模板库（STL）vector顺序容器

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一. 定义与基本概念

在C++的标准模板库（STL）中，vector是一个顺序容器，表示可以改变大小的数组。它提供了随机访问元素的能力，并且在末尾添加或删除元素的操作相对高效。

vector位于<vector>头文件中，要使用vector，需要包含该头文件，例如：#include <vector>。

二. 创建vector对象

默认构造：可以创建一个空的vector对象。例如，std::vector<int> v;创建了一个空的、用于存储int类型元素的vector。

指定大小构造：可以创建一个具有特定大小的vector，并可以选择初始化元素的值。例如，std::vector<int> v(5);创建了一个包含5个int类型元素的vector，这些元素会被默认初始化（对于基本类型，如int，会初始化为0）；std::vector<int> v(5, 10);则创建了一个包含5个元素且每个元素都初始化为10的vector。

从其他容器初始化：可以使用另一个容器（如数组）来初始化vector。例如：

int arr[] = {1, 2, 3};
std::vector<int> v(arr, arr + sizeof(arr)/sizeof(arr[0]));

这里使用数组arr的元素来初始化vector v。

三. vector的基本操作

1. 元素访问

使用[]运算符：可以通过[]运算符来访问vector中的元素，就像访问数组元素一样。例如，v[0]表示访问vector v的第一个元素。但是要注意，使用[]运算符访问元素时，不会进行边界检查，如果访问超出范围的索引，会导致未定义行为。

使用at()方法：at()方法也用于访问元素，但它会进行边界检查，如果访问超出范围的索引，会抛出std::out_of_range异常。例如，v.at(0)表示访问vector v的第一个元素。

2. 添加元素

push_back()：在vector的末尾添加一个元素。例如，v.push_back(10);会在vector v的末尾添加一个值为10的元素。

insert()（在指定位置插入元素）：可以在vector的指定位置插入一个或多个元素。例如，v.insert(v.begin() + 2, 20);会在vector v的第3个元素（索引为2）的位置插入一个值为20的元素；v.insert(v.begin(), 3, 30);会在vector的开头插入3个值为30的元素。

3. 删除元素

pop_back()：删除vector末尾的一个元素。例如，v.pop_back();会删除vector v的最后一个元素。

erase()（删除指定位置的元素）：可以删除vector中指定位置的元素。例如，v.erase(v.begin() + 1);会删除vector v的第2个元素（索引为1）。

4. 获取vector的大小和容量

size()：返回vector中当前元素的个数。例如，v.size()会得到vector v中元素的数量。

capacity()：返回vector在不重新分配内存的情况下能够容纳的最大元素数量。例如，v.capacity()会得到vector v的容量。通常，当vector中的元素数量达到容量时，再添加元素会导致vector重新分配内存，这可能是一个比较耗时的操作。

四. vector的特性与注意事项

内存分配与重新分配：vector会根据需要自动管理内存。当添加元素时，如果当前的容量不足以容纳新元素，vector会重新分配一块更大的内存空间，将原来的元素复制到新空间，并释放原来的内存。这个过程可能会比较耗时，特别是对于大型的vector。

迭代器失效：在对vector进行某些操作（如插入、删除元素）时，可能会导致迭代器失效。例如，在使用erase()方法删除元素后，指向被删除元素之后的迭代器都会失效。因此，在进行这些操作后，如果需要继续使用迭代器，需要重新获取有效的迭代器。

数据存储的连续性：vector中的元素在内存中是连续存储的，这使得它可以像数组一样进行高效的随机访问，但在中间插入或删除元素时，需要移动后面的元素，相对来说效率较低。