《吃透 C++ vector：从基础使用到核心接口实战指南》

草莓熊Lotso2025-10-03 7:07

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目录

前言：

[一. vector是什么？一段话搞懂核心定位](#一. vector是什么？一段话搞懂核心定位)

[二. vector核心接口：必学的几个高频操作](#二. vector核心接口：必学的几个高频操作)

[2.1 定义和初始化（构造函数）](#2.1 定义和初始化（构造函数）)

[2.2 迭代器：遍历 vector 的 "万能工具"](#2.2 迭代器：遍历 vector 的 "万能工具")

[2.3 空间管理：size、capacity 与扩容策略](#2.3 空间管理：size、capacity 与扩容策略)

[2.4 增删查改：日常开发高频操作](#2.4 增删查改：日常开发高频操作)

[三. vector 实战：OJ 算法题中的高频用法](#三. vector 实战：OJ 算法题中的高频用法)

[3.1 只出现一次的数字](#3.1 只出现一次的数字)

[3.2 杨辉三角](#3.2 杨辉三角)

结尾：

前言：

在 C++ STL 容器中，vector 是最常用、最灵活的动态数组容器，既能像普通数组一样高效访问元素，又能自动扩容适配数据量变化。无论是日常开发还是算法刷题（OJ 场景，vector 都是高频工具。本文将从 "能用" 到 "会用"，系统讲解 vector 的核心接口、使用技巧与避坑要点，帮你彻底掌握这个 "万能容器"。

一. vector是什么？一段话搞懂核心定位

vector 本质是动态大小的数组，底层通过连续内存存储元素，支持：

  • 随机访问（像数组一样用[ ]访问，时间复杂度为 O(1))）。
  • 自动扩容（元素超过容量时，自动分配更大内存并转移数据）。
  • 灵活增删（尾插，尾删高效，中间插入/删除需移动元素）。

简单说：vector综合了普通数组的便捷性+动态扩容的灵活性。

二. vector核心接口：必学的几个高频操作

  • 我们有了前面学习 string 的基础，再来学习 vector 就轻松很多了，而且也不需要记住所有接口，重点掌握 "定义、迭代器、空间管理、增删查改" 四大类核心接口，即可覆盖 90% 以上场景。

--由于vector没有重置流插入流提取，所以我们这里自己实现一个打印，其实这里的遍历打印操作是跟string差不多的，直接看代码就行。

cpp 复制代码 
void Print(const vector<int>& v)
{
    //1.下标
	for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
	{
		cout << v[i] << " ";
	}
	cout << endl;

    //2.范围for
	//for (auto e : v)
	//{
	//	cout << e << " ";
	//}
	//cout << endl;

    //3.迭代器
	//vector<int>::const_iterator it = v.begin();
	//while (it != v.end())
	//{
	//	cout << *it << " ";
	//	it++;
	//}
	//cout << endl;
}

2.1 定义和初始化（构造函数）

vector 提供了4种常用构造方式，我们可以根据不同场景来选择

构造函数声明 接口说明 代码示例
vector()（重点） 无参构造，创建空 vector vector<int> v;（空容器，size=0，capacity=0）
vector(size_type n, val) 构造并初始化 n 个 val vector<int> v(5, 3);（含 5 个 3，size=5，capacity=5）
vector(const vector& x)（重点） 拷贝构造，复制另一个 vector vector<int> v2(v1);（v2 是 v1 的副本）
vector(iterator first, iterator last) 迭代器初始化，复制区间元素 vector<int> v(a, a+5);（复制数组 a [0]~a [4]）

--这里补充了一个C++11之后的方式，下面的代码里面会有

代码演示：

cpp 复制代码 
void test_vector1()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2(10,1);
	vector<int> v3(v2.begin(),v2.end());
	string s1("xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx");
	//用其它类型的迭代器，这两个类型必须要可以转换
	vector<int> v4(s1.begin(), s1.end());
	vector<int> v5(v3);

	//C++11
	//vector<int> v6({ 1,2,3,4,5 });
	vector<int> v6 = { 1,2,3,4,5 };
	vector<int> v7={ 1,2,3,4,5,1,1,1,1,1};

	//其实是这样
	auto il = { 10,20,30,1,2,2 };
	for (auto e : il)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	
	Print(v2);
	Print(v4);
	Print(v6);
	Print(v7);
}

int main()
{
	test_vector1();
}

2.2 迭代器：遍历 vector 的 "万能工具"

  • 迭代器是访问容器元素的通用接口，vector 的迭代器本质是 "封装的指针"，支持遍历、取值、移动等操作。

核心迭代器接口如下：

迭代器接口 接口说明 代码示例（遍历 vector）
begin() 获取第一个元素的迭代器 auto it = v.begin();（指向 v [0]）
end() 获取最后一个元素下一位的迭代器 while (it != v.end()) { ... }
rbegin() 获取最后一个元素的反向迭代器 auto rit = v.rbegin();（指向 v [size-1]）
rend() 获取第一个元素前一位的反向迭代器 while (rit != v.rend()) { ... }

--下标访问下面也会演示，其实就是上面展示过的那个Print函数

代码演示：

cpp 复制代码 
void Print(const vector<int>& v)
{
	for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
	{
		cout << v[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	//for (auto e : v)
	//{
	//	cout << e << " ";
	//}
	//cout << endl;

	//vector<int>::const_iterator it = v.begin();
	//while (it != v.end())
	//{
	//	cout << *it << " ";
	//	it++;
	//}
	//cout << endl;
}

2.3 空间管理：size、capacity 与扩容策略

  • vector 的 "空间" 分为 size（有效元素个数）和 capacity（最大可容纳元素个数，不含结束标志），理解两者区别是避免扩容开销的关键。

核心空间接口：

空间接口 接口说明 代码示例
size() 获取有效元素个数 cout << v.size();（v 有 5 个元素则输出 5）
capacity() 获取容量大小 cout << v.capacity();（容量可能大于 size）
empty() 判断是否为空（size==0） if (v.empty()) { ... }
reserve(n)（重点） 扩容到 n（仅开辟空间，不初始化） v.reserve(100);（提前扩容到 100，避免后续多次扩容）
resize(n, val)（重点） 调整 size 到 n（缺省用 0 填充） v.resize(5, 2);（size=5，不足则补 2，超出则截断）

关键：vector 扩容策略

vector 扩容时会分配新内存 、迁移旧元素 、释放旧内存，这个过程耗时较高。不同编译器扩容倍数不同：

  • VS：1.5 倍扩容（如 capacity 从 4→6→9→13...）；
  • G++：2 倍扩容（如 capacity 从 4→8→16→32...）。

避坑建议：若已知元素个数，提前用 reserve(n) 扩容，避免边插入边扩容的效率损耗。

示例：

cpp 复制代码 
void test_vector2()
{
	vector<int> v1;
	//const int n=10000000;
	const int n = 100;
	//v1.reserve(n);

	size_t old = v1.capacity();
	//cout << v1.capacity() << endl;
	size_t begin = clock();
	for (size_t i = 0; i < n; i++)
	{
		v1.push_back(i);

		/*if (old != v1.capacity())
		{
			cout << v1.capacity() << endl;
			old = v1.capacity();
		}*/
	}
	size_t end = clock();
	cout << end - begin << endl;

	vector<int> v2;
	v2.resize(100, 1);
	Print(v2);
}

int main()
{
	//test_vector1();
	test_vector2();
}

2.4 增删查改：日常开发高频操作

  • vector 的增删查改接口设计简洁，重点关注 "尾插 / 尾删" 的高效性和 "中间插入 / 删除" 的注意事项。
增删查改接口 接口说明 代码示例 时间复杂度
push_back(val)（重点） 尾插元素 val v.push_back(5); O (1)（无扩容时）/ O (n)（需扩容时）
pop_back()（重点） 尾删最后一个元素 v.pop_back(); O (1)（仅修改 size，不释放空间）
insert(pos, val) 在 pos 迭代器前插入 val v.insert(v.begin()+2, 6); O (n)（需移动 pos 后元素）
erase(pos) 删除 pos 迭代器指向的元素 v.erase(v.begin()+1); O (n)（需移动 pos 后元素）

--还要emplace_back等这些，下面演示会有，先了解即可，后面再讲

代码演示：

cpp 复制代码 
void test_vector3()
{
	vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5 };
	v1.push_back(6);
	Print(v1);

	v1.insert(v1.begin(), 0);
	Print(v1);

	v1.insert(v1.begin() + 3, 0);
	Print(v1);

	v1.erase(v1.begin());
	Print(v1);

	v1.erase(v1.begin() + 3);
	Print(v1);
}

//template <class T>
//class vector
//{
//private:
//	T* _a;
//	size_t _size;
//	size_t _capacity;
//};

struct AA
{
	int _a1 = 1;
	int _a2 = 1;

	AA(int a1 = 1, int a2 = 1)
		:_a1(a1)
		,_a2(a2)
	{ }
};

void test_vector4()
{
	AA aa1 = { 0,0 };
	vector<AA> v = { aa1,{1,1},{2,2},{3,3} };
	auto it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << it->_a1 << ":" << it->_a2 << endl;
		++it;
	}
	cout << endl;

	v.push_back(aa1);
	v.emplace_back(aa1);

	//推荐这样用
	//但是这两种交替不行
	v.emplace_back(1, 1);
	v.push_back({ 2,2 });

	it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << it->_a1 << ":" << it->_a2 << endl;
		++it;
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	//test_vector1();
	//test_vector2();
	test_vector3();
	test_vector4();
}

三. vector 实战：OJ 算法题中的高频用法

  • vector 是算法刷题的 "主力容器"，以下 3 道经典 OJ 题，覆盖 vector 的核心使用场景。

3.1 只出现一次的数字

题目链接：

136. 只出现一次的数字 - 力扣（LeetCode）

题目描述：

题目示例：

C++算法代码：

cpp 复制代码 
class Solution {
public:
    int singleNumber(vector<int>& nums) {
        int ret=0;
        for(auto a:nums)
        {
            ret^=a;
        }
        return ret;
    }
};

3.2 杨辉三角

题目链接：

118. 杨辉三角 - 力扣（LeetCode）

题目描述：

题目示例：

C++算法代码：

cpp 复制代码 
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> generate(int numRows) {
        vector<vector<int>> vv;
        //行
        vv.resize(numRows,vector<int>());
        //列
        for(size_t n=0;n<numRows;n++)
        {
            vv[n].resize(n+1,1);
        }

        for(size_t i=2;i<vv.size();i++)//从第三行开始
        {
            for(size_t j=1;j<vv[i].size()-1;j++)//从第二列到倒数第二列
            {
                vv[i][j]=vv[i-1][j]+vv[i-1][j-1];
            }
        }

        return vv;
    }
};

结尾：

往期回顾：

C++ string 类使用超全攻略：从入门到高效避坑，日常开发直接使用_c语言怎么使用string输入字符串-CSDN博客

《告别 "会用不会讲"：C++ string 底层原理拆解 + 手撕实现，面试 / 开发都适用》-CSDN博客

结语：掌握这些核心知识点，vector 就能成为你开发和刷题中的 "万能工具"，既高效又可靠。

建议结合实际代码练习，尤其是迭代器失效和二维 vector 的使用，彻底吃透这个 STL 核心容器。

✨把这些内容吃透超牛的！放松下吧✨
ʕ˘ᴥ˘ʔ
づきらど

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