C++ STL详解：从向量Vector到多维数组操作

"STL（学习打卡记录）：详述STL容器，特别是向量Vector的使用" 在C++编程中，STL（Standard Template Library，标准模板库）是一个非常重要的部分，它提供了多种高效的数据结构和算法。在这个学习打卡记录中，我们将重点关注STL中的一个关键容器——向量Vector。向量是一种动态数组，它允许我们在数组的末尾方便地添加和删除元素，同时自动管理内存。 1. 向量Vector 向量是C++ STL中最常用的容器之一，它类似于C语言中的数组，但具有动态扩展的能力。向量的定义如下： ```cpp vector<表达式> 变量名; ``` 这里的`表达式`是向量中存储的元素类型，如`int`、`double`等。 **多维向量的创建** 在多维向量中，我们可以创建二维甚至多维数组。例如，创建一个二维向量可以这样表示： ```cpp vector<vector<int>> matrix(m, vector<int>(n, -1)); ``` 这会创建一个`m`行`n`列的二维向量，并且所有元素初始值为-1。如果每一行的列数不同，可以逐行创建并添加到主向量中。 **向量的基本操作** - `push_back()`: 在向量末尾添加元素。 - `pop_back()`: 删除向量末尾的元素。 - `size()`: 返回向量的当前元素数量。 - `clear()`: 清空向量，删除所有元素。 - `empty()`: 检查向量是否为空，返回布尔值（0表示非空，1表示空）。 - `resize(n, m)`: 改变向量的大小为`n`，如果需要增加元素，新元素默认值为`m`。 **性能优化** 在处理大量数据时，预分配容量可以显著提高性能。例如： ```cpp // 不预先分配容量的情况 vector<int> a; for (int i = 0; i < 1e8; i++) a.push_back(i); // 预先分配容量的情况，性能更好 vector<int> a(1e8); for (int i = 0; i < a.size(); i++) a[i] = i; ``` 预先指定长度可以避免在`push_back()`过程中频繁地重新分配内存，从而提高程序效率。 **其他向量操作** - `front()`: 访问向量的第一个元素。 - `back()`: 访问向量的最后一个元素。 - `at(index)`: 安全访问指定索引处的元素，如果索引越界会抛出异常。 - `insert(iterator, value)`: 在指定迭代器位置插入一个元素。 - `erase(iterator)`: 删除指定迭代器指向的元素。 - `reserve(capacity)`: 预留空间，不改变向量大小，但确保至少能容纳`capacity`个元素。 向量Vector是C++程序员的常用工具，它的灵活性和高效性使其在处理动态数据集时尤为有用。掌握向量的使用和优化技巧对于编写高性能的C++代码至关重要。