C++ Vector 基础入门操作

一、Vector初始化：5种常用方式

​​1. 默认构造​ ​

创建空容器，适用于后续动态添加元素：

std::vector<int> vec;  // 空vector，size=0

2. 指定大小和初值​ ​

预分配空间并初始化元素：

std::vector<int> vec(5);       // 5个0（int默认值）
std::vector<float> vec(3, 1.5); // 3个1.5

​​3. 列表初始化（C++11）​ ​

直接赋予初始值：

std::vector<char> vowels = {'a', 'e', 'i', 'o', 'u'};

4. 复制其他容器​ ​

通过迭代器范围复制：

int arr[] = {1, 3, 5};
std::vector<int> vec(std::begin(arr), std::end(arr)); // 复制数组
std::vector<int> vec2(vec1);                         // 复制整个vector

​​5. 使用assign()赋值​ ​

清空现有元素并重新赋值：

vec.assign(4, 100);            // 4个100
vec.assign(oldVec.begin(), oldVec.end()); // 复制另一个容器的内容

---

二、增删改查：高效操作指南

​​1. 添加元素​​

• ​尾部插入​ （高效，O(1)均摊）：

  vec.push_back(10);     // 传统方式
  vec.emplace_back(20);  // 直接构造（避免拷贝，效率更高）

• ​任意位置插入​ （谨慎使用，O(n)）：

  vec.insert(vec.begin() + 2, 30);  // 在索引2处插入30
  vec.insert(vec.end(), {4, 5});    // 尾部插入多个元素

​​2. 删除元素​​

• ​尾部删除​ （O(1)）：

  vec.pop_back();  // 删除最后一个元素

• ​任意位置删除​ （O(n)）：

  vec.erase(vec.begin() + 1);          // 删除索引1处元素
  vec.erase(vec.begin(), vec.begin() + 2); // 删除前2个元素
  vec.clear();                         // 清空所有元素（容量不变）

​​3. 修改元素​ ​

随机访问修改（O(1)）：

vec[0] = 100;                  // 无边界检查
vec.at(1) = 200;               // 有边界检查（越界抛异常）

​​4. 查询元素​​

int first = vec.front();       // 首元素
int last = vec.back();         // 末元素
int third = vec[2];            // 索引2处元素（无检查）
int fourth = vec.at(3);        // 索引3处元素（有检查）

⚠️ ​​性能警告​​：避免在头部/中间频繁插入删除，优先选择尾部操作！

---

三、判空操作：避免逻辑错误

​​1. 一维Vector判空​ ​

使用empty()代替size()==0（效率更高）：

if (vec.empty()) {
    std::cout << "Vector is empty!";
}

​​2. 二维Vector判空​ ​

需检查外层和内层容器：

bool isMatrixValid(const vector<vector<int>>& mat) {
    if (mat.empty()) return false;          // 外层空
    for (const auto& row : mat) {
        if (row.empty()) return false;      // 内层存在空行
    }
    return true;
}

---

四、比较操作：规则与示例

​​比较规则​​：

• ​== / !=​：元素数量相同且对应位置值相等
• ​< / <= / > / >=​：按字典序逐元素比较

​​代码示例​​：

std::vector<int> a = {1, 2, 3};
std::vector<int> b = {1, 2, 4};

cout << (a == b ? "Equal" : "Not equal");  // 输出：Not equal
cout << (a < b ? "a < b" : "a >= b");      // 输出：a < b（因 3 < 4）

---

五、二维数组：动态实现方案

​​1. 初始化固定行列​​

vector<vector<int>> matrix(3, vector<int>(4));      // 3行4列，默认值0
vector<vector<int>> matrix(2, vector<int>(3, -1));   // 2行3列，初始值-1

​​2. 动态添加行/列​​

matrix.push_back(vector<int>(5, 0));  // 添加一行5个0
matrix[0].resize(6);                 // 第一行扩展至6列

​​3. 遍历与访问​​

for (size_t i = 0; i < matrix.size(); ++i) {
    for (size_t j = 0; j < matrix[i].size(); ++j) {
        cout << matrix[i][j] << " ";
    }
    cout << endl;
}

💡 ​​适用场景​​：需动态调整行列数时优先使用，固定大小数组建议用原生数组。

---

总结：Vector核心要点

​​维度​​	​​关键点​​	​​性能提示​​
初始化	预分配空间避免多次扩容	用reserve()减少内存重分配
增删改查	尾部操作高效，中间操作昂贵	优先用emplace_back替代push_back
判空	多维容器需检查内层空	用empty()而非size()==0
比较	字典序逐元素比较	确保元素类型支持比较操作
二维数组	灵活但内存非完全连续	固定大小时考虑原生数组