C++ std::vector 完全指南：动态数组、迭代器、修改器与实战示例

什么是 C++ vector？

C++ vector 是随元素增删自动调整大小的动态数组。元素连续存储，支持快速索引访问和迭代器遍历。

尾部插入为均摊常数时间。删除尾部元素也是常数时间，而在头部或中间插入/删除需移动元素，时间复杂度为线性。

何时使用 vector？

• 需要随时间变化的可调整大小容器。
• 编译期未知集合最终大小。

如何初始化 vector

std::vector<data-type> name (size, value); // size 和 value 可选 

• data-type 指定元素类型。
• name 为 vector 标识符。
• 可选 size 预留空间；value 初始化所有元素。

迭代器

迭代器提供指针式接口访问 vector 元素。常用迭代器函数：

• begin() – 指向首元素。
• end() – 指向尾后位置。
• cbegin() – 指向首元素的只读迭代器。
• cend() – 指向尾后位置的只读迭代器。

修改器

修改器改变 vector 内容。关键函数：

• push_back() – 尾部追加元素。
• insert() – 指定位置插入。
• pop_back() – 移除尾部元素。
• erase() – 删除指定范围元素。
• clear() – 清空所有元素。

示例 1：基础迭代

#include <iostream> #include <vector> int main() { std::vector<int> nums; for (int a = 1; a <= 5; ++a) { nums.push_back(a); } std::cout << "Output from begin and end: "; for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) { std::cout << *it << ' '; } std::cout << "\nOutput from cbegin and cend: "; for (auto it = nums.cbegin(); it != nums.cend(); ++it) { std::cout << *it << ' '; } return 0; } 

输出：

示例 2：高级修改器

#include <iostream> #include <vector> int main() { std::vector<int> nums; nums.assign(5, 1); // 五个元素全初始化为 1 std::cout << "Vector contents: "; for (size_t i = 0; i < nums.size(); ++i) { std::cout << nums[i] << ' '; } nums.push_back(2); std::cout << "\nLast element: " << nums.back(); nums.pop_back(); std::cout << "\nVector contents: "; for (int a : nums) std::cout << a << ' '; nums.insert(nums.begin(), 7); std::cout << "\nFirst element: " << nums.front(); nums.clear(); std::cout << "\nSize after clear(): " << nums.size(); return 0; } 

输出：

容量相关函数

确定和操纵 vector 存储特性的函数：

• size() – 当前元素数量。
• max_size() – 理论最大元素数。
• capacity() – 已分配存储容量。
• resize(n) – 将元素数量改为 n，按需增删。
• empty() – vector 为空返回 true。

示例 3：容量探索

#include <iostream> #include <vector> int main() { std::vector<int> vector1; for (int x = 1; x <= 10; ++x) { vector1.push_back(x); } std::cout << "Vector size: " << vector1.size() << std::endl; std::cout << "Vector capacity: " << vector1.capacity() << std::endl; std::cout << "Maximum size of vector: " << vector1.max_size() << std::endl; vector1.resize(5); std::cout << "Vector size after resizing: " << vector1.size() << std::endl; if (!vector1.empty()) std::cout << "Vector is not empty" << std::endl; else std::cout << "Vector is empty" << std::endl; return 0; } 

输出：

核心要点

• C++ vector 是高效、自动调整大小的容器。
• 元素连续存储，提供快速随机访问。
• 尾部插入/删除为均摊常数时间；头部/中间为线性时间。
• vector 适合数据大小不可预测或频繁变化的场景。