C++ vector 简明指南

vector 是 STL 中常用的顺序容器，支持随机访问元素。其底层采用连续的内存空间存储数据，结构上与数组非常相似。关键区别在于内存分配方式：数组在定义时大小固定，无法改变；而 vector 采用动态内存分配，能够根据元素的增加自动扩展容量。当插入新元素导致空间不足时，vector 会按特定策略重新分配更大内存，并将原有数据迁移，从而实现容量的动态增长，使用更加灵活方便，兼顾效率与扩展性。

1、 向量简介

2、 vector是STL中常用的顺序容器，支持随机访问元素。其底层采用连续的内存空间存储数据，结构上与数组类似。不同之处在于，数组在定义时大小固定，无法更改；而vector则采用动态内存分配机制，能够根据元素的插入自动调整容量。当现有空间不足时，vector会按照特定策略重新分配更大的内存块，并将原有数据迁移过去，从而实现容量的自动扩展，使用更加灵活便捷。

3、 vector的扩容机制采用当前容量的两倍方式进行增长。由于vector使用连续的内存空间存储元素，每次扩容并非在原有内存基础上直接延伸，而是重新申请一块更大的内存空间，将原容器中的所有元素逐一复制到新空间中，随后释放旧的内存区域。这一过程导致原有的内存地址失效，因此之前指向旧内存的迭代器将不再有效，在进行插入等操作后必须及时更新迭代器，以避免访问已释放的内存，确保程序正确运行。

4、 vector的内部结构为动态数组

5、 vector数据结构使用连续的线性内存空间进行存储，属于顺序存储结构。通过三个迭代器_First、_Last和_End分别指向已分配内存空间的不同位置，用以管理当前使用范围和总容量。这三个迭代器在源码中定义为成员变量，用于高效控制容器的动态扩展与元素访问。

6、 _First 指向已用空间的起始位置，_Last 指向已用空间末尾，即当前元素数量的边界，_End 则指向整个分配容量的末端，表示可容纳元素的最大范围。

7、 初始化vector时，其容量设为6，恰好容纳data中的六个元素。当插入第七个元素6时，vector触发自动扩容机制，重新分配更大内存空间，并将原有数据迁移至新结构，具体存储布局1所示。

8、 当向vector中插入第7个元素6时，容器检测到当前存储空间已满，无法容纳新元素。为解决这一问题，vector自动分配一块新的内存空间，容量扩展为原来的两倍，即12个单位。随后，将原有6个元素逐一复制至新空间的前部位置，并在末尾插入新元素6。此时，容器的实际元素数量变为7，逻辑大小随之更新。其中，_Last迭代器指向最后一个有效元素所在位置，而_End迭代器则指向整个分配空间的末尾地址。通过调用size()成员函数可获取当前元素个数，结果为7；调用capacity()函数则返回当前总容量，值为12，反映出扩容后的存储能力。