C++: 一文掌握std::vector::assign函数

什么是 assign？

简单来说，assign 是 std::vector 的一个成员函数，它用新内容替换向量的所有现有元素。是的，它不仅仅是在末尾添加，而是完全重新定义向量的内容！

为什么需要 assign？

想象一下这些场景：

你需要清空向量并用全新的数据集填充
你想要用多个相同的值快速填充向量
你希望用另一个容器的部分数据来重置当前向量

在这些情况下，assign 比手动 clear() 然后 push_back() 要高效和简洁得多！

assign 的三种主要形式

让我们通过代码示例来探索 assign 的三种常见用法：

1. 用计数和值填充 🔢

cpp 复制代码

#include <vector>
#include <iostream>

int main() {
    std::vector<int> numbers;
    
    // 用5个值为42的元素替换当前内容
    numbers.assign(5, 42);
    
    // 输出：42 42 42 42 42
    for (int num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    
    return 0;
}

适用场景：当你需要用多个相同的值快速初始化或重置向量时。

2. 使用迭代器范围 🔄

cpp 复制代码

#include <vector>
#include <list>
#include <iostream>

int main() {
    std::vector<int> target;
    std::list<int> source = {1, 2, 3, 4, 5};
    
    // 用source列表的内容替换target向量的内容
    target.assign(source.begin(), source.end());
    
    // 输出：1 2 3 4 5
    for (int num : target) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    
    return 0;
}

强大之处 ：可以从任何容器（甚至是数组）复制数据，只要提供有效的迭代器范围！

3. 使用初始化列表 🆕 (C++11)

cpp 复制代码

#include <vector>
#include <iostream>

int main() {
    std::vector<std::string> words;
    
    // 用初始化列表直接替换内容
    words.assign({"Hello", "World", "C++", "Rocks!"});
    
    // 输出：Hello World C++ Rocks!
    for (const auto& word : words) {
        std::cout << word << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    
    return 0;
}

现代C++风格：简洁直观，特别适合硬编码数据或测试。

assign 的幕后工作 🎭

当你调用 assign 时，vector 会：

销毁所有现有元素
释放可能不需要的内存（取决于实现）
分配新内存（如果需要）
构造新元素

这比手动循环 push_back 更高效，因为 vector 可以预先分配所需的确切内存。

实际应用示例 🚀

cpp 复制代码

#include <vector>
#include <iostream>

class GameManager {
private:
    std::vector<int> playerScores;
    
public:
    void resetScores(int playerCount, int initialScore = 0) {
        playerScores.assign(playerCount, initialScore);
    }
    
    void updateScoresFromArray(const int* newScores, size_t size) {
        playerScores.assign(newScores, newScores + size);
    }
    
    void displayScores() {
        for (size_t i = 0; i < playerScores.size(); ++i) {
            std::cout << "Player " << (i + 1) << ": " << playerScores[i] << std::endl;
        }
    }
};

int main() {
    GameManager manager;
    
    // 重置为3个玩家，分数为0
    manager.resetScores(3);
    manager.displayScores();
    
    std::cout << "--- 更新分数后 ---" << std::endl;
    
    // 从数组更新分数
    int newScores[] = {100, 85, 92, 78};
    manager.updateScoresFromArray(newScores, 4);
    manager.displayScores();
    
    return 0;
}

注意事项 ⚠️

迭代器失效 ：调用 assign 后，所有指向原vector元素的迭代器、指针和引用都会失效
异常安全：如果元素构造抛出异常，vector 会保持有效但未指定状态
性能：对于复杂对象类型，assign 可能比创建新vector并交换效率稍低

总结 ✨

std::vector::assign 是一个强大而多才多艺的工具，让你能够：

✅ 一次性替换所有内容

✅ 从各种源快速填充数据

✅ 编写更简洁、更高效的代码

✅ 避免手动内存管理的复杂性