C++ vector容器详解

vector是C++标准模板库中的动态数组容器。

1、 Vector采用动态数组存储数据。

2、 vector扩容时，容量会以当前大小的两倍进行增长。

3、 vector会分配连续的内存区域，扩容时不会在原空间上直接扩展，而是申请更大的新内存空间，将原有元素逐一复制到新位置，随后释放旧内存。

4、 操作容器时应立即更新迭代器，因原指向旧内存的迭代器已失效。

5、 vector是连续存储的线性数据结构。

6、 通过三个迭代器分别指向线性空间的不同区域范围进行操作。

7、 声明迭代器变量

8、 {

9、 ...

10、 };

11、 其中，

12、 首个指针指向存储区域的起始位置

13、 指向已使用空间末尾位置的指针

14、 End：指向内存容量末尾位置的指针

15、 示例一：一减一

16、 ...

17、 vector初始化时分配6个内存空间，用于存储data的6个元素。

18、 当插入第7个元素6时，vector会通过扩容机制自动重新分配内存空间。

19、 数据存储结构所示

20、 分析：

21、 当插入第七个元素时，vector原有容量不足，自动申请容量为12的新内存空间，将原数据复制至新空间前部，随后在末尾插入第七个元素。

22、 此时_Last指向序列中最后一个有效元素的位置。

23、 _End迭代器指向vector最后一个有效元素的下一位置。

24、 通过调用vector的size成员函数可获取其当前大小，结果为7。

25、 通过调用capacity成员函数，可获取vector当前容量，其值为12。

26、 vector构造函数的原型定义

27、 默认构造函数，创建一个空的vector对象。

28、 创建一个包含n个元素的vector对象，每个元素的值均为v，若未指定v则使用T类型的默认值。该构造函数显式声明，防止隐式类型转换。

29、 vector中所有存储的对象均已初始化。

30、 若未指定存储对象的初始值，内置类型将默认初始化为0。

31、 类类型将通过调用默认构造函数完成初始化。

32、 若无默认构造函数，必须显式提供元素的初始值。

33、 示例：

34、 创建一个空的容器v1，用于存储字符串类型的数据。

35、 创建一个包含10个字符串对象的容器，每个字符串均具有初始值（空字符串）。

36、 创建一个包含5个字符串元素的容器，每个元素的初始值均为hello。

37、 创建一个名为v4的字符串向量，其内容从v3的起始位置复制到结束位置，从而实现v3的完整副本。

38、 vector的成员函数包括添加、删除、访问等操作。

39、 判断容器是否为空，若空则返回真，否则返回假。

40、 返回容器所能容纳元素的最大数量，该值由容器类型决定，通常在初始化后保持不变。

41、 返回容器内当前存储的元素数量。

42、 返回容器当前可容纳的元素数量，表示存储空间的上限。

43、 容量不小于当前大小，满足条件。

44、 预留至少n个元素的存储空间，若当前容量小于n则重新分配内存，保证后续插入时无需频繁扩容，提升容器性能。

45、 调整容器大小至n，若原尺寸小于n，则以元素x的值填充新增部分；否则截断多余元素。调用后保证容器大小等于n，其中x为可选参数，默认为T类型的默认值。

46、 返回容器内首个元素的引用，要求容器不能为空。

47、 返回容器中最后一个元素的引用，要求容器不能为空。

48、 返回指定位置元素的引用，位置索引从0开始。若提供的索引超出有效范围，则行为未定义。此操作不进行边界检查，调用时需确保索引合法。

49、 返回指定位置pos处元素的引用，若pos超出容器有效范围，则抛出out_of_range异常。该操作会进行边界检查，确保访问安全。

50、 返回指定位置pos处的元素引用，若位置超出范围则抛出异常，用于常量对象的安全访问。

51、 在容器的末尾添加一个指定元素，传入的参数为待添加元素的常量引用。

52、 移除容器末尾的元素，调用前需确保容器不为空。

53、 插入与删除操作会引起元素位置变动，可能导致之前获取的迭代器失效，请谨慎使用。

54、 在指定位置之前插入元素，返回指向新插入元素的迭代器。若未指定元素值，则插入默认构造的对象。该操作将原位置及之后的元素依次后移。

55、 在指定位置插入 n 个元素 x，插入后原迭代器可能失效，请谨慎使用。

56、 删除指定位置的元素，随后返回被删元素下一个位置的迭代器；若之后无元素，则返回指向末尾的迭代器。

57、 删除指定范围内的元素后，被删除位置之后的所有元素对应的迭代器将失效，需谨慎使用，避免后续操作中访问无效迭代器导致未定义行为。

58、 清空容器内容，功能等同于调用 erase( begin(), end() )，将所有元素移除。

59、 将容器中的所有元素替换为由指定数量和值组成的序列，即用 n 个相同元素 x 来重新填充整个容器内容。

60、 返回指向序列起始位置的常量迭代器，用于遍历容器中的元素。

61、 调整容器大小可能导致原有迭代器失效。

62、 比较两个vector对象是否相等的非成员函数操作

63、 六种比较运算符

64、 其中，

65、 当两个vector对象的元素数量相同，且对应位置的元素值均相等时，它们被视为相等；反之则不相等。这一规则适用于判断vector对象是否相等或不等的操作。

66、 使用字典序规则对 operator<、operator<=、operator> 和 operator>= 进行比较判断。

67、 vector常用操作详解

68、 包含vector相关功能的头文件

69、 使用标准命名空间，这是编程中必不可少的步骤。

70、 创建vector对象的方法

71、 声明一个int类型的一维动态数组vec。

72、 用于存储三维点坐标的二维数组结构，外层为向量容器，内层存储具体点数据，形成多层次的点集集合。

73、 尾部添加数字

74、 通过下标访问vector元素，下标值从零起始。

75、 {

76、 }

77、 遍历容器中的容器，即处理二维数组结构。

78、 遍历大容器中的每个元素，从索引0开始，逐个处理mVecPoint中的所有点数据。

79、 {

80、 遍历小容器中的每个元素，依次处理 mVecPoint 的所有数据项。

81、 {

82、 }

83、 }

84、 创建一个二维动态数组

85、 {

86、 {

87、 }

88、 }

89、 {

90、 {

91、 }

92、 }

93、 通过迭代器遍历访问元素

94、 添加元素

95、 在向量的第 i 个位置前插入元素 a，a 将成为新的第 i+1 个元素，原位置及之后的元素依次后移一位。

96、 移除指定元素

97、 删除容器中索引为2的元素，即移除第三个位置上的数据内容。

98、 vector中的元素可为任意数据类型。

99、 包括二维浮点坐标点、双精度坐标点、动态数组及自定义结构体等数据类型。

100、 容器存储自定义数据类型

101、 定义一个自定义类

102、 {

103、 }；

104、 创建一个用于存储类的容器。

105、 vector存储结构体常用两种方式：直接存储对象或存储对象指针。

106、 方法一：传递结构体变量的副本。

107、 方法二：传入指向结构体变量的指针。

108、 设结构体类型变量如下所示

109、 {

110、 性别（字符型变量）

111、 示例：

112、 所示

113、 向量排序：对元素进行升序排列

114、 当vector中存储基本数据类型时，可使用std::sort()函数实现升序或降序排列。

115、 将容器 vi 中的元素按升序排列，默认从小到大排序。

116、 将向量vi中的元素顺序反转，实现从大到小的排列。

117、 从大到小排序比较

118、 设定排序比较规则

119、 {

120、 }

121、 调用sort(vec.begin(), vec.end(), Comp)即可实现降序排列。

122、 当vector中存储自定义结构体时，如何实现升序和降序排序？

123、 两种方式可选

124、 调整结构体或类的定义，重写排序函数逻辑以实现自定义排序功能。

125、 在类或结构体外部定义函数，通过sort调用该函数实现排序功能。

126、 所示