C++ STL容器深度解析：vector详解

"C++STL容器总结笔记，适合学习算法时使用" C++中的STL（Standard Template Library，标准模板库）是C++编程中非常重要的一部分，它提供了一系列高效、通用的容器、迭代器、算法和函数对象。在这个笔记中，我们将重点关注STL中的一个重要容器——`vector`。 ### 1. `vector`容器 `vector`是一种动态数组，可以在运行时改变大小。与C风格的静态数组不同，`vector`可以在需要时自动增长，避免了手动管理内存的繁琐。这使得`vector`成为C++中非常常用的数据结构之一，特别适用于需要频繁添加或删除元素的场景。 ### 2. `vector`的内存管理 `vector`内部维护了一个连续的内存块来存储元素。在局部作用域中声明的`vector`会在堆上分配内存，而不是栈上，因此它可以容纳较大的数据量，而不会导致栈溢出。这是`vector`相对于栈上数组的一大优势。 ### 3. `vector`的头文件 使用`vector`时，需要包含`<vector>`头文件。 ### 4. `vector`的初始化 - **无参初始化**：`vector<int>a;` 或 `vector<double>b;` - **指定长度初始化**：`vector<int>v(n);` 或 `vector<int>v(n,1);`，第二个参数可选，用于设置初始值。 - **列表初始化**：`vector<int>a{1,2,3,4,5};` - **拷贝初始化**：`vector<int>b(a);`，要求源和目标`vector`类型相同。 - **二维初始化**： - 固定行数的二维`vector`：`vector<vector<int>>v;`，行数不变，列数可变。 - 变量行数的二维`vector`：`vector<int>v[5];`，通过`push_back()`添加行。 ### 5. `vector`的方法 - `c.front()`：返回第一个元素。 - `c.back()`：返回最后一个元素。 - `c.pop_back()`：移除最后一个元素。 - `c.push_back(element)`：在末尾添加一个元素。 - `c.size()`：返回`vector`中元素的数量。 - 对于二维`vector`，`size()`返回行数，列数需要通过迭代器或下标访问获取。 ### 6. `vector`的操作 `vector`支持各种操作，如插入、删除、遍历等。例如，可以通过`insert()`插入元素，通过`erase()`删除元素，通过`reserve()`预先分配内存以优化性能。 ### 7. `vector`的性能考虑 尽管`vector`提供了便利，但插入和删除元素（特别是中间位置）可能涉及到元素的移动，这可能导致效率降低。因此，在需要高效随机访问但较少插入和删除的场景下，`std::array`或C风格数组可能是更好的选择。 ### 8. `vector`与数组的比较 - 动态性：`vector`可以在运行时调整大小，而数组的大小在创建时固定。 - 内存管理：`vector`自动管理内存，数组需要手动管理。 - 性能：`vector`在插入和删除时可能不如数组高效，但在访问元素时通常更快。 了解并熟练使用`vector`对于进行C++编程和学习算法至关重要，因为它是实现许多算法和数据结构的基础。通过合理运用`vector`的特性，可以编写出更加简洁和高效的代码。