C++（23）：容器类＜vector＞

目录

一、核心概念     

二、基本语法

1. 头文件

2. 声明与初始化

三、常用操作

四、具体实例

1、size()、front()、back()

2、push_back()、pop_back()、capacity()

3、reserve（） 

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一、核心概念     

        Vectors 包含着一系列连续存储的元素,其行为和数组类似。

        C++标准模板库(STL)是C++标准库的核心组件，提供了一套通用的数据结构和算法模板。其中<vector>是最常用的容器之一，实现了动态数组的功能。

        vector是一种序列容器，内部使用动态分配的数组存储元素。它支持快速随机访问，可以通过下标直接访问任意元素，时间复杂度为O(1)。与普通数组不同，vector能自动管理内存，当元素数量超过当前容量时会自动扩容，通常按原有容量的1.5或2倍进行扩展。

二、基本语法

1. 头文件

         在 C++ 中，使用 <vector> 需要包含头文件 <vector>。

#include <vector>

2. 声明与初始化

        <vector> 需要指定元素类型，可通过多种方式进行初始化。

vector<T> vec;            // 默认初始化（空vector）
vector<T> vec(n);         // 创建包含n个默认初始化元素的vector
vector<T> vec(n, value);  // 创建包含n个值为value的元素的vector
vector<T> vec{1, 2, 3};  // 初始化列表（C++11）#include <iostream>
#include <vector>int main() {std::vector<int> vec1;                  // 空的vectorstd::vector<int> vec2(5);               // 长度为5的vector，元素默认初始化std::vector<int> vec3(5, 10);           // 长度为5的vector，元素值为10std::vector<int> vec4 = {1, 2, 3, 4};   // 使用初始化列表初始化return 0;
}

//声明一个 vector
std::vector<int> 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();

三、常用操作

方法/操作	功能描述	时间复杂度
vec.push_back(x)	在末尾添加元素	O(1)平均
vec.pop_back()	删除末尾元素	O(1)
vec.size()	返回当前元素数量	O(1)
vec.empty()	检查是否为空	O(1)
vec[i]	通过下标访问元素（无边界检查）	O(1)
vec.at(i)	通过下标访问元素（带边界检查）	O(1)
vec.front()	访问第一个元素	O(1)
vec.back()	访问最后一个元素	O(1)
vec.clear()	清空所有元素	O(n)

四、具体实例

1、size()、front()、back()

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;int main() {vector<int> vec = { 1, 2, 3, 4, 5 };// 遍历输出所有元素cout << "向量元素：";for (int i = 0; i < vec.size(); ++i) {cout << vec[i] << " ";}cout << endl;// 获取首尾元素cout << "首元素：" << vec.front() << endl;cout << "末元素：" << vec.back() << endl;return 0;
}

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;int main() {// 创建整型向量容器vector<int> numbers;// 向容器添加数据numbers.push_back(1);  // 末尾插入元素10numbers.push_back(2);  // 末尾插入元素20numbers.push_back(3);  // 末尾插入元素30// 显示当前容器内容cout << "当前容器元素：";for (int i = 0; i < numbers.size(); ++i) {cout << numbers[i] << " ";}cout << endl;// 继续追加元素numbers.push_back(4);  // 末尾插入元素40numbers.push_back(5);  // 末尾插入元素50// 展示更新后的元素集合std::cout << "新增元素后容器内容：";for (int i = 0; i < numbers.size(); ++i) {cout << numbers[i] << " ";}cout << endl;// 获取首元素cout << "容器首元素为：" << numbers[0] << endl;// 清空容器数据numbers.clear();// 验证容器状态if (numbers.empty()) {cout << "当前容器已清空" << endl;}return 0;
}

2、push_back()、pop_back()、capacity()

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main() {vector<int> vec;    // 创建整型向量容器// 向容器添加元素vec.push_back(1);  vec.push_back(1);  vec.push_back(2);  vec.push_back(8);// 显示容器元信息cout << "当前元素数量：" << vec.size() << endl;cout << "当前存储容量：" << vec.capacity() << endl;// 移除最后一个元素vec.pop_back();cout << "删除末尾元素后，数量：" << vec.size() << endl;return 0;
}

3、reserve（） 

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main() {vector<int> vec;          // 创建整型向量容器vec.reserve(10);          // 预分配容量空间，避免多次内存分配for (int i = 0; i < 10; ++i) {vec.push_back(i);     // 添加元素到容器末尾cout << "添加元素后的容量：" << i << "，当前容量：" << vec.capacity() << endl;}return 0;
}