《吃透 C++ vector：从基础使用到核心接口实战指南》
《吃透 C++ vector：从基础使用到核心接口实战指南》
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前言：
在 C++ STL 容器中，vector 是最常用、最灵活的动态数组容器，既能像普通数组一样高效访问元素，又能自动扩容适配数据量变化。无论是日常开发还是算法刷题（OJ 场景，vector 都是高频工具。本文将从 “能用” 到 “会用”，系统讲解 vector 的核心接口、使用技巧与避坑要点，帮你彻底掌握这个 “万能容器”。
一. vector是什么？一段话搞懂核心定位
vector 本质是动态大小的数组，底层通过连续内存存储元素，支持：
- 随机访问（像数组一样用[ ]访问，时间复杂度为 O(1))）。
- 自动扩容（元素超过容量时，自动分配更大内存并转移数据）。
- 灵活增删（尾插，尾删高效，中间插入/删除需移动元素）。
简单说：vector综合了普通数组的便捷性+动态扩容的灵活性。
二. vector核心接口：必学的几个高频操作
- 我们有了前面学习 string 的基础，再来学习 vector 就轻松很多了，而且也不需要记住所有接口，重点掌握 “定义、迭代器、空间管理、增删查改” 四大类核心接口，即可覆盖 90% 以上场景。
--由于vector没有重置流插入流提取，所以我们这里自己实现一个打印，其实这里的遍历打印操作是跟string差不多的，直接看代码就行。
void Print(const vector<int>& v)
{
//1.下标
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
{
cout << v[i] << " ";
}
cout << endl;
//2.范围for
//for (auto e : v)
//{
// cout << e << " ";
//}
//cout << endl;
//3.迭代器
//vector<int>::const_iterator it = v.begin();
//while (it != v.end())
//{
// cout << *it << " ";
// it++;
//}
//cout << endl;
}2.1 定义和初始化（构造函数）
vector 提供了4种常用构造方式，我们可以根据不同场景来选择
构造函数声明 | 接口说明 | 代码示例 |
|---|---|---|
vector()（重点） | 无参构造，创建空 vector | vector<int> v;（空容器，size=0，capacity=0） |
vector(size_type n, val) | 构造并初始化 n 个 val | vector<int> v(5, 3);（含 5 个 3，size=5，capacity=5） |
vector(const vector& x)（重点） | 拷贝构造，复制另一个 vector | vector<int> v2(v1);（v2 是 v1 的副本） |
vector(iterator first, iterator last) | 迭代器初始化，复制区间元素 | vector<int> v(a, a+5);（复制数组 a [0]~a [4]） |
--这里补充了一个C++11之后的方式，下面的代码里面会有
代码演示：
void test_vector1()
{
vector<int> v1;
vector<int> v2(10,1);
vector<int> v3(v2.begin(),v2.end());
string s1("xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx");
//用其它类型的迭代器，这两个类型必须要可以转换
vector<int> v4(s1.begin(), s1.end());
vector<int> v5(v3);
//C++11
//vector<int> v6({ 1,2,3,4,5 });
vector<int> v6 = { 1,2,3,4,5 };
vector<int> v7={ 1,2,3,4,5,1,1,1,1,1};
//其实是这样
auto il = { 10,20,30,1,2,2 };
for (auto e : il)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
Print(v2);
Print(v4);
Print(v6);
Print(v7);
}
int main()
{
test_vector1();
}
2.2 迭代器：遍历 vector 的 "万能工具"
- 迭代器是访问容器元素的通用接口，vector 的迭代器本质是 “封装的指针”，支持遍历、取值、移动等操作。
核心迭代器接口如下：
迭代器接口 | 接口说明 | 代码示例（遍历 vector） |
|---|---|---|
begin() | 获取第一个元素的迭代器 | auto it = v.begin();（指向 v [0]） |
end() | 获取最后一个元素下一位的迭代器 | while (it != v.end()) { ... } |
rbegin() | 获取最后一个元素的反向迭代器 | auto rit = v.rbegin();（指向 v [size-1]） |
rend() | 获取第一个元素前一位的反向迭代器 | while (rit != v.rend()) { ... } |
--下标访问下面也会演示，其实就是上面展示过的那个Print函数
代码演示：
void Print(const vector<int>& v)
{
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
{
cout << v[i] << " ";
}
cout << endl;
//for (auto e : v)
//{
// cout << e << " ";
//}
//cout << endl;
//vector<int>::const_iterator it = v.begin();
//while (it != v.end())
//{
// cout << *it << " ";
// it++;
//}
//cout << endl;
}2.3 空间管理：size、capacity 与扩容策略
- vector 的 “空间” 分为 size（有效元素个数）和 capacity（最大可容纳元素个数，不含结束标志），理解两者区别是避免扩容开销的关键。
核心空间接口：
空间接口 | 接口说明 | 代码示例 |
|---|---|---|
size() | 获取有效元素个数 | cout << v.size();（v 有 5 个元素则输出 5） |
capacity() | 获取容量大小 | cout << v.capacity();（容量可能大于 size） |
empty() | 判断是否为空（size==0） | if (v.empty()) { ... } |
reserve(n)（重点） | 扩容到 n（仅开辟空间，不初始化） | v.reserve(100);（提前扩容到 100，避免后续多次扩容） |
resize(n, val)（重点） | 调整 size 到 n（缺省用 0 填充） | v.resize(5, 2);（size=5，不足则补 2，超出则截断） |
关键：vector 扩容策略
vector 扩容时会分配新内存、迁移旧元素、释放旧内存，这个过程耗时较高。不同编译器扩容倍数不同：
- VS ：1.5 倍扩容（如 capacity 从 4→6→9→13...）；
- G++ ：2 倍扩容（如 capacity 从 4→8→16→32...）。
避坑建议：若已知元素个数，提前用 reserve(n) 扩容，避免边插入边扩容的效率损耗。
示例：
void test_vector2()
{
vector<int> v1;
//const int n=10000000;
const int n = 100;
//v1.reserve(n);
size_t old = v1.capacity();
//cout << v1.capacity() << endl;
size_t begin = clock();
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
v1.push_back(i);
/*if (old != v1.capacity())
{
cout << v1.capacity() << endl;
old = v1.capacity();
}*/
}
size_t end = clock();
cout << end - begin << endl;
vector<int> v2;
v2.resize(100, 1);
Print(v2);
}
int main()
{
//test_vector1();
test_vector2();
}2.4 增删查改：日常开发高频操作
- vector 的增删查改接口设计简洁，重点关注 “尾插 / 尾删” 的高效性和 “中间插入 / 删除” 的注意事项。
增删查改接口 | 接口说明 | 代码示例 | 时间复杂度 |
|---|---|---|---|
push_back(val)（重点） | 尾插元素 val | v.push_back(5); | O (1)（无扩容时）/ O (n)（需扩容时） |
pop_back()（重点） | 尾删最后一个元素 | v.pop_back(); | O (1)（仅修改 size，不释放空间） |
insert(pos, val) | 在 pos 迭代器前插入 val | v.insert(v.begin()+2, 6); | O (n)（需移动 pos 后元素） |
erase(pos) | 删除 pos 迭代器指向的元素 | v.erase(v.begin()+1); | O (n)（需移动 pos 后元素） |
--还要emplace_back等这些，下面演示会有，先了解即可，后面再讲
代码演示：
void test_vector3()
{
vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5 };
v1.push_back(6);
Print(v1);
v1.insert(v1.begin(), 0);
Print(v1);
v1.insert(v1.begin() + 3, 0);
Print(v1);
v1.erase(v1.begin());
Print(v1);
v1.erase(v1.begin() + 3);
Print(v1);
}
//template <class T>
//class vector
//{
//private:
// T* _a;
// size_t _size;
// size_t _capacity;
//};
struct AA
{
int _a1 = 1;
int _a2 = 1;
AA(int a1 = 1, int a2 = 1)
:_a1(a1)
,_a2(a2)
{ }
};
void test_vector4()
{
AA aa1 = { 0,0 };
vector<AA> v = { aa1,{1,1},{2,2},{3,3} };
auto it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << it->_a1 << ":" << it->_a2 << endl;
++it;
}
cout << endl;
v.push_back(aa1);
v.emplace_back(aa1);
//推荐这样用
//但是这两种交替不行
v.emplace_back(1, 1);
v.push_back({ 2,2 });
it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << it->_a1 << ":" << it->_a2 << endl;
++it;
}
cout << endl;
}
int main()
{
//test_vector1();
//test_vector2();
test_vector3();
test_vector4();
}
三. vector 实战：OJ 算法题中的高频用法
- vector 是算法刷题的 “主力容器”，以下 3 道经典 OJ 题，覆盖 vector 的核心使用场景。
3.1 只出现一次的数字
题目链接：
题目描述：
题目示例：
C++算法代码：
class Solution {
public:
int singleNumber(vector<int>& nums) {
int ret=0;
for(auto a:nums)
{
ret^=a;
}
return ret;
}
};3.2 杨辉三角
题目链接：
题目描述：
题目示例：
C++算法代码：
class Solution {
public:
vector<vector<int>> generate(int numRows) {
vector<vector<int>> vv;
//行
vv.resize(numRows,vector<int>());
//列
for(size_t n=0;n<numRows;n++)
{
vv[n].resize(n+1,1);
}
for(size_t i=2;i<vv.size();i++)//从第三行开始
{
for(size_t j=1;j<vv[i].size()-1;j++)//从第二列到倒数第二列
{
vv[i][j]=vv[i-1][j]+vv[i-1][j-1];
}
}
return vv;
}
}; 结尾：
往期回顾：
C++ string 类使用超全攻略：从入门到高效避坑，日常开发直接使用_c语言怎么使用string输入字符串-CSDN博客
《告别 “会用不会讲”：C++ string 底层原理拆解 + 手撕实现，面试 / 开发都适用》-CSDN博客
结语：掌握这些核心知识点，vector 就能成为你开发和刷题中的 “万能工具”，既高效又可靠。
建议结合实际代码练习，尤其是迭代器失效和二维 vector 的使用，彻底吃透这个 STL 核心容器。
✨把这些内容吃透超牛的！放松下吧✨ ʕ˘ᴥ˘ʔ づきらど
腾讯云开发者
