C++零基础到工程实战（4.3.3）：vector数组访问与遍历

vector 是什么

vector 如何定义和初始化

vector 如何访问和修改元素

vector 如何遍历

什么是迭代器

begin() 和 end() 是什么意思

for (auto& d : datas) 里的 d 和 & 到底是什么

二、vector是什么

2.1 vector本质上是"可变长数组"

vector 是 C++ 标准库中的一个 STL 容器，头文件是：

cpp 复制代码

#include <vector>

它本质上可以看成一个 动态数组。

普通数组例如：

cpp 复制代码

int arr[5];

长度在定义时就固定了，后面不能自动变大。

而 vector 不一样，例如：

cpp 复制代码

vector<int> datas;

这里虽然现在没有元素，但后面可以不断：

cpp 复制代码

datas.push_back(10);
datas.push_back(20);
datas.push_back(30);

这样数组大小就会自动增长。

它最核心的特点就是：

大小可以动态变化。

2.2 vector和普通数组的区别

（1）普通数组的特点：

（1）大小固定
（2）定义后长度通常不能改变
（3）访问速度快
（4）语法简单

`（2）vector` 的特点：

（1）大小可变
（2）可以动态增加元素
（3）同样支持下标访问
（4）内部仍然是连续空间，访问效率高
（5）更适合工程开发

所以你可以把 vector 理解为：

"比普通数组更灵活的升级版数组"。

2.3 vector为什么适合工程开发

因为 vector 解决了普通数组的几个痛点：

（1）长度可以动态变化
（2）自动管理内部内存
（3）支持很多现成操作
（4）和算法库配合方便，例如 find、sort

所以在工程里，如果你只是需要一个"能放很多同类型数据的线性表"，通常优先考虑 vector。

2.4 vector内部空间默认是什么状态

例如：

cpp 复制代码

vector<int> datas;

这时候只是创建了一个 vector 对象，但它里面还没有元素。

也就是说：

datas.size() 为 0
当前没有实际存储任何 int 元素

可以把它理解成：

先把"容器对象"建好了，但里面还没装数据。

当你第一次 push_back() 时，它才会根据需要去申请内部存储空间。

这个空间通常是分配在堆区的。

这里要注意一个表述：

并不是说"完全没有任何开销"，而是说：

不会一开始就按很大数组去申请空间，而是随着使用逐步申请。

这也是 vector 灵活的重要原因。

三、vector的定义与初始化

3.1 vector使用的是模板类型

vector 的写法是：

cpp 复制代码

vector<类型> 容器名;

这里的 <类型> 表示这个 vector 里要存什么类型的数据。

例如：

cpp 复制代码

vector<int> vi;
vector<string> vs;
vector<float> vf;

分别表示：

vi：存整数
vs：存字符串
vf：存浮点数

这就是模板的意义：

同样一个 vector 容器，可以通过不同类型参数，存不同类型的数据。

3.2 vector的几种初始化方式

代码如下：

cpp 复制代码

std::vector<int> vi;
vector<string> vs;
vector<float> vf;
vector<int> vd1(10); //设置数组大小
vector<int> vd2{ 1,2,3,4,6 };
vector<string> vs1{ "ss1","ss2","ss3" };

下面分别解释。

（1）空vector

cpp 复制代码

vector<int> vi;

表示定义一个空的 int 类型动态数组。

此时：

cpp 复制代码

vi.size()

结果为 0。

（2）指定初始大小

cpp 复制代码

vector<int> vd1(10);

表示创建一个大小为 10 的 vector<int>。

注意：

这里不是"容量是10但没有元素"，而是 已经有 10 个元素了，只是这些元素会被默认初始化。

对于 int 来说，通常默认值为 0。

也就是说，这个 vector 逻辑上已经有 10 个位置可以通过下标访问：

cpp 复制代码

vd1[0] ~ vd1[9]

（3）列表初始化

cpp 复制代码

vector<int> vd2{ 1,2,3,4,6 };
vector<string> vs1{ "ss1","ss2","ss3" };

这表示在定义时直接给初始内容。

例如：

cpp 复制代码

vector<int> vd2{ 1,2,3,4,6 };

里面一开始就有 5 个元素。

四、vector增加、修改与大小获取

4.1 push_back：在尾部追加元素

代码：

cpp 复制代码

std::vector<int> datas;
datas.push_back(10);
datas.push_back(11);
datas.push_back(12);

push_back() 的作用是：

把元素追加到 vector 的最后面。

执行完后，datas 的内容就是：

cpp 复制代码

10 11 12

此时：

cpp 复制代码

datas.size()

结果为 3。

所以 push_back 可以理解为：

尾插法、尾部追加元素。

这是 vector 最常用的增加元素方式之一。

4.2 size：获取当前元素个数

代码：

cpp 复制代码

datas.size()

表示当前 vector 中有多少个元素。

要注意，size() 反映的是 当前实际元素个数，不是普通数组那种写死的长度概念。

4.3 下标访问和修改元素

代码：

cpp 复制代码

datas[0] = 99;

表示把第 0 个元素改为 99。

原本：

bash 复制代码

10 11 12

修改后变成：

bash 复制代码

99 11 12

这说明 vector 和普通数组一样，也支持：

容器名[下标]

进行访问。

4.4 使用下标访问时要注意什么

例如：

cpp 复制代码

datas[0]

前提是 datas 里真的有第 0 个元素。

也就是说，下面这种写法是危险的：

cpp 复制代码

vector<int> datas;
datas[0] = 99; // 错误，越界

因为此时 datas.size() == 0，根本没有元素 0。

所以要记住：

vector 的下标访问，只能访问已经存在的元素。

如果你只是空定义了一个 vector，一定要先 push_back，或者先指定大小，再通过下标去改。

五、vector的三种遍历方式

在实际开发中，vector 最常用的操作之一就是遍历。

这里一共展示了三种遍历方法：

下标遍历

迭代器遍历

C++11 范围 for 遍历

代码如下：

cpp 复制代码

for (int i = 0; i < datas.size(); i++)
cout << datas[i] << " ";
cout << "\n";

//迭代器
std::vector<int>::iterator itr = datas.begin();
for (auto itr = datas.begin();itr != datas.end();itr++)
cout << *itr << ",";

cout << "\n";
//c++11
for (auto& d : datas)
{
cout << d << "|";
}
cout << "\n";

下面分别讲。

5.1 下标遍历

代码：

cpp 复制代码

for (int i = 0; i < datas.size(); i++)
cout << datas[i] << " ";

这是最容易理解的一种方式。

（1）执行过程

假设：

cpp 复制代码

datas = {99, 11, 12}

那么：

i = 0 时输出 datas[0]
i = 1 时输出 datas[1]
i = 2 时输出 datas[2]

最终输出：

bash 复制代码

99 11 12

（2）这种方式的优点

优点是非常直观，适合初学者理解。

同时，如果你还需要"当前位置下标"，那么这种方式非常方便。

例如：

cpp 复制代码

cout << "下标:" << i << " 值:" << datas[i] << endl;

（3）这种方式的缺点

缺点是写法稍微繁琐，而且每次都要写：

cpp 复制代码

datas[i]

如果只是单纯遍历所有元素，不一定是最简洁的方式。

5.2 迭代器遍历

这是 vector 很重要的知识点。

代码：

cpp 复制代码

std::vector<int>::iterator itr = datas.begin();
for (auto itr = datas.begin(); itr != datas.end(); itr++)
cout << *itr << ",";

（1）iterator是什么

iterator 翻译过来就是：

迭代器

它可以理解为：

专门用来在容器中移动、定位和取值的一种工具类型。

对于**vector 这种连续存储的容器来说，迭代器的使用体验很像指针**。

比如：

可以加 * 取值
可以 ++ 往后移动
可以和 end() 比较
可以相减求距离

（2）这一句要怎么拆开理解

cpp 复制代码

std::vector<int>::iterator itr = datas.begin();

可以拆成三部分。

1）`std::vector<int>::iterator`

表示：vector<int> 这种容器对应的"迭代器类型"。

2）`itr`

表示：定义一个名为 itr 的变量。

3）`datas.begin()`

表示：把 itr 指向 datas 的第一个元素位置。

所以整句意思就是：

定义一个专门用于遍历 vector<int> 的迭代器变量，并让它先指向开头。

（3）begin 和 end 分别是什么

`1）begin()`：

cpp 复制代码

datas.begin()

表示指向第一个元素的位置。

`2）end()`：

cpp 复制代码

datas.end()

注意：

它不是最后一个元素，而是"最后一个元素的下一个位置"。

也叫：

尾后位置

这一点非常重要。

例如：

cpp 复制代码

vector<int> datas{10,20,30};

那么：

begin() 指向 10
end() 指向 30 后面的那个"越过末尾的位置"

所以遍历通常写成：

cpp 复制代码

for (auto itr = datas.begin(); itr != datas.end(); itr++)

意思是：

从第一个元素开始，一直往后走，直到还没走到结尾的下一个位置。

（4）为什么要写 *itr

代码：

cpp 复制代码

cout << *itr << ",";

这里的**itr 是迭代器，它本身表示"位置"**。

而 *itr 才表示：

取出这个位置上的元素值。

这和指针很像：

itr：像地址、像位置
*itr：像取地址里的值

（5）itr++是什么意思

cpp 复制代码

itr++

表示把迭代器往后移动一个位置。

对于 vector 来说，就是从当前元素走到下一个元素。

例如：

一开始指向第 0 个元素
执行 itr++ 后，指向第 1 个元素
再执行一次，就指向第 2 个元素

（6）为什么说vector迭代器很像指针

因为对于 vector 这种连续空间容器：

可以 *itr 取值
可以 itr++ 往后移动
可以做减法求位置差

例如：

cpp 复制代码

f - datas.begin()

这就能算出当前位置是第几个元素。

所以初学阶段，你可以先把 vector 迭代器理解成：

"一种行为很像指针的遍历工具"。

5.3 C++11范围for遍历

代码：

cpp 复制代码

for (auto& d : datas)
{
cout << d << "|";
}

这是现代 C++ 里非常常用的写法。

（1）这句代码怎么理解

cpp 复制代码

for (auto& d : datas)

意思是：

把 datas 中的每一个元素，依次拿出来，当前这个元素用变量 d 来表示。

也就是说：

如果 datas 里有：

cpp 复制代码

99 11 12

那么循环时：

第一次，d 代表 99
第二次，d 代表 11
第三次，d 代表 12

（2）这里的d到底是什么

d 就是**"当前遍历到的元素"**。

你可以把它看成是循环过程中，系统自动帮你拿到的每一个值。

例如：

cpp 复制代码

for (auto d : datas)

这里 d 就是一份拷贝值，是 d 这个临时副本，不会影响原来的 datas。

而你代码里写的是：

cpp 复制代码

for (auto& d : datas)

这里 d 就不是拷贝，而是原元素本身的引用。

（3）&引用是什么意思

& 表示引用。

引用可以理解为：

给原来的变量起一个别名。

例如：

cpp 复制代码

int a = 10;
int& b = a;

这时候**b 不是新开辟一个独立变量，而是 a 的另一个名字**。

所以：

cpp 复制代码

b = 20;

实际上改的是 a。

（4）auto& d为什么常用

cpp 复制代码

for (auto& d : datas)

这样写的好处有两个：

1）不会拷贝元素，效率更高
2）可以直接修改原容器中的元素

例如：

cpp 复制代码

for (auto& d : datas)
{
d += 1;
}

执行后，datas 中每个元素都会加 1。

（5）如果不想修改元素怎么办

如果你只是读取，不想改值，工程里更推荐：

cpp 复制代码

for (const auto& d : datas)
{
cout << d << " ";
}

这样既避免拷贝，也防止误修改原数据。

六、本节代码完整示例

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{


	//vector的定义及初始化
	std::vector<int> vi;
	vector<string> vs;
	vector<float> vf;
	vector<int> vd1(10); //设置数组大小
	//初始化
	vector<int> vd2{ 1,2,3,4,6 };
	vector<string> vs1{ "ss1","ss2","ss3" };

	//增加\删除\修改\查找
	{
		std::vector<int> datas;
		datas.push_back(10); //结尾处插入内容
		datas.push_back(11);
		datas.push_back(12);
		datas[0] = 99; //直接修改

		//三种遍历
		for (int i = 0; i < datas.size(); i++)
			cout << datas[i] << " ";
		cout << "\n";

		//迭代器
		std::vector<int>::iterator itr = datas.begin();
		for (auto itr = datas.begin();itr != datas.end();itr++)
			cout << *itr << ",";

		cout << "\n";
		//c++11 
		for (auto& d : datas)
		{
			cout << d << "|";
		}
		cout << "\n";
	}

七、重要知识点

7.1 vector的核心特点

（1）vector 是动态数组
（2）大小可以变化
（3）内部通常是连续空间
（4）支持快速访问
（5）工程中使用非常广泛

vector 就是一个可变长的数组容器，它既能像数组一样通过下标访问，也能通过迭代器和范围 for 更灵活地遍历。

7.2 本节必须掌握的几个操作

（1）定义 vector<类型>
（2）使用 push_back() 增加元素
（3）使用 size() 获取大小
（4）使用 [] 下标访问与修改
（5）掌握三种遍历方式
（6）理解 iterator、begin()、end()
（7）理解 auto& d 中 d 和 & 的含义

7.3 初学者最容易犯错的地方

（1）空 `vector` 直接用下标赋值

错误示例：

cpp 复制代码

vector<int> datas;
datas[0] = 99;

（2）把 `end()` 理解成最后一个元素

其实 end() 是尾后位置

（3）把迭代器当成元素值

其实迭代器是位置，*迭代器 才是元素值

（4）不理解 `auto& d` 中的 `&`

这里 & 是引用，不是取地址

C++零基础到工程实战（4.3.3）：vector数组访问与遍历

一、前言

二、vector是什么

2.1 vector本质上是"可变长数组"

2.2 vector和普通数组的区别

（1）普通数组的特点：

（2）vector 的特点：

2.3 vector为什么适合工程开发

2.4 vector内部空间默认是什么状态

三、vector的定义与初始化

3.1 vector使用的是模板类型

3.2 vector的几种初始化方式

（1）空vector

（2）指定初始大小

（3）列表初始化

四、vector增加、修改与大小获取

4.1 push_back：在尾部追加元素

4.2 size：获取当前元素个数

4.3 下标访问和修改元素

4.4 使用下标访问时要注意什么

五、vector的三种遍历方式

5.1 下标遍历

（1）执行过程

（2）这种方式的优点

（3）这种方式的缺点

5.2 迭代器遍历

（1）iterator是什么

（2）这一句要怎么拆开理解

1）std::vector<int>::iterator

2）itr

3）datas.begin()

（3）begin 和 end 分别是什么

1）begin()：

2）end()：

（4）为什么要写 *itr

（5）itr++是什么意思

（6）为什么说vector迭代器很像指针

5.3 C++11范围for遍历

（1）这句代码怎么理解

（2）这里的d到底是什么

（3）&引用是什么意思

（4）auto& d为什么常用

（5）如果不想修改元素怎么办

六、本节代码完整示例

七、重要知识点

7.1 vector的核心特点

7.2 本节必须掌握的几个操作

7.3 初学者最容易犯错的地方

（1）空 vector 直接用下标赋值

（2）把 end() 理解成最后一个元素

（3）把迭代器当成元素值

（4）不理解 auto& d 中的 &

`（2）vector` 的特点：

1）`std::vector<int>::iterator`

2）`itr`

3）`datas.begin()`

`1）begin()`：

`2）end()`：

（1）空 `vector` 直接用下标赋值

（2）把 `end()` 理解成最后一个元素

（4）不理解 `auto& d` 中的 `&`