C++ 容器类
简介
C++ 标准库（Standard Template Library, STL）是 C++ 的一个重要组成部分，它提供了一组通用的模板类和函数，用于处理数据集合。 是 STL 中的一个容器类，用于存储动态大小的数组。
是一个序列容器，它允许用户在容器的末尾快速地添加或删除元素。与数组相比， 提供了更多的功能，如自动调整大小、随机访问等。
语法
在 C++ 中，使用 需要包含头文件 <>。以下是一些基本的语法：

声明一个 vector：
std::vector myVector;

添加元素：
myVector.push_back(10);

访问元素：
int firstElement = myVector[0];

获取元素数量：
size_t size = myVector.size();

清空 vector：
myVector.clear();

声明与初始化 需要指定元素类型，可通过多种方式进行初始化：
#include
#include

int main() {
std::vector vec1; // 空的vector
std::vector vec2(5); // 长度为5的vector，元素默认初始化
std::vector vec3(5, 10); // 长度为5的vector，元素值为10
std::vector vec4 = {1, 2, 3, 4}; // 使用初始化列表初始化

return 0;

}
实例
下面是一个使用 的简单示例，包括输出结果。
实例
#include
#include

int main() {
    // 声明一个存储整数的 vector
    std::vector numbers;

    // 添加元素
    numbers.push_back(10);
    numbers.push_back(20);
    numbers.push_back(30);

    // 输出 vector 中的元素
    std::cout << “Vector contains: “;
    for (int i = 0; i < numbers.size(); ++i) {
        std::cout << numbers[i] << “ “;
    }
    std::cout << std::endl;

    // 添加更多元素
    numbers.push_back(40);
    numbers.push_back(50);

    // 再次输出 vector 中的元素
    std::cout << “After adding more elements, vector contains: “;
    for (int i = 0; i < numbers.size(); ++i) {
        std::cout << numbers[i] << “ “;
    }
    std::cout << std::endl;

    // 访问特定元素
    std::cout << “The first element is: “ << numbers[0] << std::endl;

    // 清空 vector
    numbers.clear();

    // 检查 vector 是否为空
    if (numbers.empty()) {
        std::cout << “The vector is now empty.” << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出结果:
Vector contains: 10 20 30
After adding more elements, vector contains: 10 20 30 40 50
The first element is: 10
The vector is now empty.
常用成员函数以下是 中的一些常用成员函数：函数说明push_back(const T& val)在末尾添加元素pop_back()删除末尾元素at(size_t pos)返回指定位置的元素，带边界检查operator[]返回指定位置的元素，不带边界检查front()返回第一个元素back()返回最后一个元素data()返回指向底层数组的指针size()返回当前元素数量capacity()返回当前分配的容量reserve(size_t n)预留至少 n 个元素的存储空间resize(size_t n)将元素数量调整为 nclear()清空所有元素insert(iterator pos, val)在指定位置插入元素erase(iterator pos)删除指定位置的元素begin() / end()返回起始/结束迭代器

实例
1、基本操作
实例
#include
#include

int main() {
    std::vector vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 输出所有元素
    std::cout << “Vector elements: “;
    for (int i = 0; i < vec.size(); ++i) {
        std::cout << vec[i] << “ “;
    }
    std::cout << std::endl;

    // 获取第一个和最后一个元素
    std::cout << “First element: “ << vec.front() << std::endl;
    std::cout << “Last element: “ << vec.back() << std::endl;

    return 0;
}

2、动态增加和删除元素
实例
#include
#include

int main() {
    std::vector vec;
    vec.push_back(10);
    vec.push_back(20);
    vec.push_back(30);

    std::cout << “Vector size: “ << vec.size() << std::endl;
    std::cout << “Vector capacity: “ << vec.capacity() << std::endl;

    // 删除最后一个元素
    vec.pop_back();
    std::cout << “After pop_back, size: “ << vec.size() << std::endl;

    return 0;
}

3、边界检查和安全访问
实例
#include
#include

int main() {
    std::vector vec = {1, 2, 3};

    try {
        std::cout << vec.at(2) << std::endl;  // 正常输出
        std::cout << vec.at(5) << std::endl;  // 超出范围，抛出异常
    } catch (const std::out_of_range& e) {
        std::cout << “Exception: “ << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

4、预分配容量
实例
#include
#include

int main() {
    std::vector vec;
    vec.reserve(10);  // 预留容量，避免频繁分配内存

    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        vec.push_back(i);
        std::cout << “Capacity after push_back(“ << i << “): “ << vec.capacity() << std::endl;
    }

    return 0;
}
与其他容器对比
特性std::vectorstd::arraystd::list大小动态可变编译时固定动态可变存储位置连续内存连续内存非连续内存访问性能随机访问快速随机访问快速随机访问慢，适合顺序访问插入和删除性能末尾操作性能高，其他位置较慢不支持任意位置插入和删除较快内存增长方式容量不足时成倍增长无无
是 C++ STL 中一个非常有用的容器，它提供了动态数组的功能，使得元素的添加和删除变得更加灵活和方便。通过上述示例，初学者可以快速了解 的基本用法和操作。随着学习的深入，你将发现 在实际编程中的强大功能和广泛应用。