<vector> 是 STL 中的一个容器类，用于存储动态大小的数组。<vector> 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，<vector> 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 <vector> 需要包含头文件 <vector>。以下是一些基本的语法：

声明一个 vector：

std::vector<int> myVector;

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：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec1;                  // 空的vector
    std::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10
    std::vector<int> vec4 = {1, 2, 3, 4};   // 使用初始化列表初始化

    return 0;
}

添加元素push_back方法

std::vector<int>myVector;

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

myVector.clear();

以下是 <vector> 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 n
clear()	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

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {

	std::vector<int>vec = {1, 2, 3, 4, 5};
	for(int i=0; i<vec.size(); i++)
	{
		std::cout << vec[i] << "";
	}
	std::cout << std::endl;

	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

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {

	std::vector<int> vec;
	// 添加元素
	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;
}

vector 容器的容量（用 capacity 表示），指的是在不分配更多内存的情况下，容器可以保存的最多元素个数；而 vector 容器的大小（用 size 表示），指的是它实际所包含的元素个数。

对于一个 vector 对象来说，通过该模板类提供的 capacity() 成员函数，可以获得当前容器的容量；通过 size() 成员函数，可以获得容器当前的大小。vector 容器的大小不能超出它的容量，在大小等于容量的基础上，只要增加一个元素，就必须分配更多的内存。注意，这里的“更多”并不是 1 个。换句话说，当 vector 容器的大小和容量相等时，如果再向其添加（或者插入）一个元素，vector 往往会申请多个存储空间，而不仅仅只申请 1 个

3、边界检查和安全访问

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {

	std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
	
	try {
		std::cout << vec.at(2) << std::endl;
		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

在下面的使用会出现频繁申请分配内存

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec;

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

    return 0;
}

运行情况如下

Capacity before push_back(0): 1
Capacity before push_back(1): 2
Capacity before push_back(2): 3
Capacity before push_back(3): 4
Capacity before push_back(4): 6
Capacity before push_back(5): 6
Capacity before push_back(6): 9
Capacity before push_back(7): 9
Capacity before push_back(8): 9
Capacity before push_back(9): 13

可以调用 reserve() 成员函数来增加容器的容量（但并不会改变存储元素的个数）

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> 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;
}

Capacity after push_back(0): 10
Capacity after push_back(1): 10
Capacity after push_back(2): 10
Capacity after push_back(3): 10
Capacity after push_back(4): 10
Capacity after push_back(5): 10
Capacity after push_back(6): 10
Capacity after push_back(7): 10
Capacity after push_back(8): 10
Capacity after push_back(9): 10

<vector> 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