【C++】探索STL中的高效容器：vector

前言

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目录

• 前言
• 1.什么是STL
• 2.vector介绍
• • ✨vector特点
  • 3.vector使用
  • • ✨构造函数
    • ✨vector iterator迭代器
    • ✨空间操作
    • ✨ vector 增删查改
    • 4.vector 迭代器失效问题
    • • ✨迭代器失效解决办法
      • 5.结语

        1.什么是STL

        C++标准模板库（Standard Template Library，简称STL）是C++的一个库，提供了一组通用的模板类和函数，实现了常用的数据结构和算法。C++中的vector就是是标准模板库（STL）提供的一种容器。

        STL由六个组件组成：

        其中：

        ✨容器（Containers）：提供了不同类型的数据结构，如vector、list、deque、set、map等。容器可以存储不同类型的元素，并提供了一系列操作元素的函数，如插入、删除、查找、排序等。容器是STL最常使用的部分。

        ✨迭代器（Iterators）：用于遍历容器中的元素，类似于指针的概念。迭代器可以指向容器中的一个或多个元素，并提供了访问和修改元素的方式。迭代器可以在容器中前进、后退、比较和解引用等。

        ✨算法（Algorithms）：提供了一系列通用算法，如排序、查找、比较、复制、转换等。算法可以用于不同类型的容器，并且可以通过迭代器来操作容器中的元素。

        STL的设计思想是泛型编程（Generic Programming），即通过模板实现通用的数据结构和算法，以提高代码的重用性和可扩展性。STL提供了大量的模板类和函数，可以在不同的应用中被复用，减少了开发者编写重复代码的工作量。

        2.vector介绍

        C++中的vector是标准模板库（STL）提供的一种容器，用于存储和操作动态数组。功能类似于我们之前学习的顺序表，它可以在运行时动态调整大小，与C++内置的数组相比，提供了更多的功能和便利性。

        ✨vector特点

        1. vector是表示可变大小数组的序列容器。vector可以根据需要自动调整大小，可以在运行时添加或删除元素，而不需要手动管理内存。
        2. 就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。
        3. 本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，如果空间不够，这个数组需要被重新分配大小，其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。
        4. vector内部分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大，不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何在末尾插入一个元素的时候都应该是在常数时间的复杂度内完成的。
        5. 与其它动态序列容器相比（deque, list and forward_list）， vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。
        6. 元素类型：vector可以存储任何类型的元素，包括基本类型、自定义类型和STL容器等。
        7. 包含头文件：在使用vector之前，需要包含头文件。

        3.vector使用

        ✨构造函数

        ①无参构造vector():

        vector v1; //构造int类型的空容器

        ②拷贝构造vector (const vector& x):

        vector v2(v1); //用v1拷贝构造int类型的v2容器

        ③ 使用n个val构造vector（size_type n, const value_type& val = value_type()）:

        vector v3(4, 0);//用4个0构造int类型的容器v3

        ④使用迭代器进行初始化构造vector (InputIterator first, InputIterator last):

        vector v4(v3.begin(), v3.end());//使用v3的迭代器来初始化并构造v4

        注意这里是InputIterator表示除了vector的迭代器，其他容器的迭代器也可以构造，例如string、list…，代码如下：

        string s("hello world");vector v5(s.begin(), s.end());

        ✨vector iterator迭代器

        迭代器的接口	使用说明
        begin	获取第一个数据位置的iterator/const_iterator
        end	获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
        rbegin	获取最后一个数据位置的reverse_iterator
        rend	获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator

        begin()和end()函数通过访问容器的第一个和最后一个的下一位来实现正向迭代器遍历：

        代码如下：

        using namespace std;#include#includeint main(){vector v1{ 1,2,3,4 };//多个数据构造也可以直接这么写//使用正向迭代器遍历vector::iterator it = v1.begin(); //先获取第一个的位置while (it != v1.end()){cout vector 1,2,3,4 };//多个数据构造也可以直接这么写//使用反向迭代器遍历vectorcout vector 1,2,3,4,5 };//多个数据构造也可以直接这么写cout vectorvectorcout cout cout vector 1,2,3,4 };//使用[]遍历for (int i = 0; i