vector的原理和扩容

vector是C++标准库中的一种容器，提供了动态数组的功能。它可以根据需要动调整自身的大小，并且持随机访问。

vector的原理是基于动态数组实现的。它内部维护了一个连续的内存块，用于存储元素。当元素数量超过当前容量时，vector会重新分配更大的内存块，并将原有的元素拷贝到新的内存块中。

扩容操作是vector进行自动调整大小的关键步骤。当元素数量达到当前容量时，vector会分配一块更大的内存空间，并将原有元素拷贝到新的内存空间中。通常情况下，vector的扩容策略是按照一定的规则增加容量大小，例如每次扩容都将当前容量翻倍。

扩容操作涉及到内存的重新分配和元素的拷贝，因此会带来一定的性能开销。为了减少频繁的扩容操作，vector在内部通常会预留一部分额外的容量，这样当元素数量增加时，不必立即进行扩容，而是先利用预留的空间，延迟实际的扩容操作。

总结起来，vector的原理是基于动态数组实现的，通过扩容操作来动态调整容量大小，以满足元素的存储需求。

相关问题

vector容器半倍扩容原理

vector 容器是 C++ 标准库中的一种动态数组容器，它可以自动调整大小以适应元素的添加和删除。当 vector 容器需要扩大容量时，会采用半倍扩容的方式。

半倍扩容的原理如下：

1. 当 vector 容器的当前容量不足以存储新添加的元素时，需要进行扩容。

2. 首先，计算出新的容量大小（new_capacity）：将当前容量（current_capacity）乘以 2。

3. 然后，检查 new_capacity 是否小于默认容量（即初始容量），如果是，则将 new_capacity 设置为默认容量。

4. 分配一个新的内存空间，大小为 new_capacity。

5. 将原来的元素逐个拷贝到新的内存空间中。

6. 释放原来的内存空间。

7. 更新当前容量为 new_capacity。

通过半倍扩容的方式，可以在一定程度上减少内存分配和拷贝操作的次数，提高了程序的性能。但是，如果 vector 容器中的元素数量很大，扩容时可能会导致较大的内存消耗和拷贝操作，因此在需要频繁添加和删除元素时，可以考虑使用其他更适合的数据结构。

vector的底层实现原理

vector是C++标准库中的一个容器，底层实现原理是使用动态数组（Dynamic Array）来存储元素。具体来说，vector在内存中分配一段连续的存储空间，用于存放元素，并通过指针来访问和操作这段存储空间。

当vector中的元素数量达到当前分配空间的上限时，就会发生扩容操作。扩容时，vector会分配一块更大的内存空间，并将原有元素拷贝到新的内存空间中，然后释放原有的内存空间。这个过程中，可能会导致内存重新分配和元素的复制，因此会带来一定的性能开销。

为了提高性能，vector通常会预留一些额外的空间，以减少频繁的扩容操作。当元素数量接近当前分配空间的上限时，vector会自动进行扩容，并将预留空间一起扩大。这样可以减少扩容操作的频率，提高性能。

总之，vector的底层实现通过动态数组来存储元素，具有动态扩容和预留空间的特性。这使得vector在插入、删除和随机访问元素方面都有较好的性能表现。