一、vector 核心概念速查
1.1 本质
vector 是一个动态数组 ，底层是连续内存空间 ，迭代器是原生指针 T*。
1.2 构造函数（重点掌握）
| 构造函数 | 说明 |
|---|---|
vector<T> v; |
无参构造 |
vector<T> v(n, val); |
n 个 val 构造并初始化 |
vector<T> v(first, last); |
迭代器区间构造 |
vector<T> v(const vector& x); |
拷贝构造 |
二、核心接口（必须熟练）
2.1 容量相关
| 接口 | 作用 | 注意 |
|---|---|---|
size() |
有效元素个数 | |
capacity() |
当前容量大小 | |
empty() |
判空 | |
resize(n, val) |
改变 size，可能扩容 | 会改变 size，新元素用 val 填充 |
reserve(n) |
改变 capacity | 只扩容不改变 size，不初始化 |
2.2 增删查改
| 接口 | 作用 | 注意 |
|---|---|---|
push_back(val) |
尾插 | 可能触发扩容 |
pop_back() |
尾删 | |
insert(pos, val) |
在 pos 前插入 | 可能触发扩容 |
erase(pos) |
删除 pos 位置元素 | 返回删除后的下一个有效迭代器 |
operator[] |
随机访问 | 不检查越界，高效 |
swap(v1, v2) |
交换两个 vector |
注意：
find不是 vector 的成员函数，是<algorithm>中的算法。
2.3 迭代器
| 接口 | 说明 |
|---|---|
begin() / end() |
正向迭代器（end 是最后一个元素的下一个位置） |
rbegin() / rend() |
反向迭代器 |
三、扩容机制（面试高频）
3.1 扩容倍数
| 平台 | STL 版本 | 扩容倍数 |
|---|---|---|
| VS (Windows) | PJ 版 | 1.5 倍 |
| g++ (Linux) | SGI 版 | 2 倍 |
不要固化地认为 vector 一定是 2 倍扩容，具体取决于实现需求。
3.2 reserve vs resize（高频易混淆）
reserve(n) |
resize(n, val) |
|
|---|---|---|
| 改变 capacity | 是 | 可能 |
| 改变 size | 否 | 是（变为 n） |
| 初始化新元素 | 否 | 是（用 val） |
| 使用场景 | 提前知道元素个数，避免反复扩容 | 需要填充默认值 |
cpp
// 最佳实践：提前 reserve 避免反复扩容
vector<int> v;
v.reserve(100); // 已知要存 100 个元素
for (int i = 0; i < 100; ++i)
v.push_back(i); // 不会触发扩容3.3 扩容带来的代价
- 开辟新空间（1.5倍或2倍）
- 拷贝/移动旧元素到新空间
- 释放旧空间
- 迭代器失效
四、迭代器失效（重点中的重点）
4.1 什么是迭代器失效？
迭代器底层是原生指针 T* 。当 vector 底层空间发生变化（扩容），旧空间被释放，迭代器仍指向已释放的内存，继续使用会导致程序崩溃 或未定义行为。
4.2 导致迭代器失效的操作
| 操作 | 失效原因 | 解决办法 |
|---|---|---|
push_back |
可能扩容 | 操作后重新获取迭代器 |
insert |
可能扩容 + 插入位置后元素后移 | 用返回值：it = v.insert(it, val) |
erase |
删除位置后元素前移 | 用返回值：it = v.erase(it) |
resize |
可能扩容 | 操作后重新获取迭代器 |
reserve |
改变底层空间 | 操作后重新获取迭代器 |
assign |
可能改变底层空间 | 操作后重新获取迭代器 |
4.3 删除偶数的正确与错误示例
错误写法（程序可能崩溃）：
cpp
auto it = v.begin();
while (it != v.end()) {
if (*it % 2 == 0)
v.erase(it); // erase 后 it 失效
++it; // 失效的 it 再 ++ 会崩溃
}正确写法 （用 erase 的返回值更新迭代器）：
cpp
auto it = v.begin();
while (it != v.end()) {
if (*it % 2 == 0)
it = v.erase(it); // erase 返回下一个有效迭代器
else
++it; // 只有不删除时才 ++
}核心规则：
erase(it)后 it 已失效，必须用返回值更新！
4.4 VS vs Linux 对迭代器失效的态度
| 平台 | 检测严格程度 | 表现 |
|---|---|---|
| VS (PJ版) | 严格 | 失效后访问直接崩溃 |
| Linux g++ (SGI版) | 宽松 | 可能不崩溃，但结果错误 |
不要依赖平台宽容！迭代器失效后必须重新赋值。
4.5 string 的迭代器也会失效
string 在 insert、扩容、erase 等操作后，迭代器同样会失效，原理与 vector 一致。
五、memcpy 拷贝问题（模拟实现必考）
5.1 核心结论
如果对象涉及资源管理（如动态内存），千万不能用
memcpy进行拷贝，因为memcpy是浅拷贝，会导致内存泄漏甚至程序崩溃。
5.2 问题场景
cpp
vector<string> v;
v.push_back("1111");
v.push_back("2222");
v.push_back("3333");当 vector<string> 扩容时，如果用 memcpy 拷贝 string 对象：
memcpy按二进制原封不动拷贝string内部有指向堆内存的指针- 新旧两个
string对象指向同一块堆内存 - 旧对象析构释放内存 → 新对象的指针变成野指针
- 新对象析构时再次释放 → double free，程序崩溃
5.3 正确做法
- 对内置类型（如
int）：memcpy高效且安全 - 对自定义类型（如
string）：必须用逐个赋值 或std::copy，触发深拷贝
六、动态二维数组
cpp
vector<vector<int>> vv(n); // n 行，每行是空的 vector<int>
for (int i = 0; i < n; ++i)
vv[i].resize(i + 1, 1); // 每行 resize 为 i+1 个元素，值为 1vv[i]的类型是vector<int>vv[i][j]等价于先取行，再取列- 与标准二维数组存储结构不同：二维 vector 的每一行是独立分配的连续内存，不是一整块连续内存
杨辉三角核心代码
cpp
vector<vector<int>> generate(int numRows) {
vector<vector<int>> vv(numRows);
for (int i = 0; i < numRows; ++i)
vv[i].resize(i + 1, 1); // 每行初始化为 1
for (int i = 2; i < numRows; ++i)
for (int j = 1; j < i; ++j)
vv[i][j] = vv[i-1][j] + vv[i-1][j-1]; // 杨辉三角递推
return vv;
}七、常见 OJ 题型与解法
| 题目 | 核心思路 |
|---|---|
| 只出现一次的数字 I | 异或 ：a ^ a = 0，遍历异或，剩下的就是唯一出现一次的数 |
| 杨辉三角 | vv[i].resize(i+1, 1) + 递推 [i][j] = [i-1][j] + [i-1][j-1] |
| 删除排序数组重复项 | 双指针，operator[] 遍历 |
| 只出现一次的数字 II/III | 位运算统计每一位 1 的个数取模 |
| 数组中出现次数超过一半 | 摩尔投票法 / 排序取中间 |
| 电话号码字母组合 | 回溯 DFS，vector<string> 存结果 |
八、复习自测问答
Q1：reserve 和 resize 的区别？
答： reserve 只改变 capacity，不改变 size，不会初始化新元素。resize 改变 size，如果新 size 大于原 size，用指定值填充新增元素，可能触发扩容。
Q2：VS 下 vector 扩容倍数是多少？g++ 呢？
答： VS（PJ 版 STL）是 1.5 倍 ，g++（SGI 版 STL）是 2 倍。
Q3：为什么不建议在循环中使用 push_back 而不提前 reserve？
答： 每次 push_back 可能触发扩容，扩容涉及开辟新空间、拷贝元素、释放旧空间，频繁扩容效率低。提前 reserve 一次性分配足够空间，避免反复扩容。
Q4：erase 删除元素后，迭代器怎么了？怎么写才安全？
答： erase(pos) 后，pos 及之后的所有迭代器都失效。安全写法：it = v.erase(it);，用返回值更新迭代器。
Q5：为什么 vector<string> 扩容时不能用 memcpy？
答： memcpy 是浅拷贝，string 内部有指向堆内存的指针。浅拷贝导致两个 string 对象指向同一块内存，析构时 double free，程序崩溃。必须逐个赋值触发深拷贝。
Q6：迭代器失效的本质原因是什么？
答： vector 迭代器底层是原生指针 T*。扩容后旧空间被释放，指针变成野指针，继续访问导致未定义行为。
Q7：哪些操作会导致 vector 迭代器失效？
答： push_back、insert、erase、resize、reserve、assign 等可能改变底层空间的操作。解决办法是操作后重新获取迭代器。
Q8：vector<vector<int>> 的二维数组在内存中是连续的吗？
答： 不是。每行（每个 vector<int>）是独立分配的连续内存，但行与行之间不一定连续。这与 int arr[M][N] 栈上二维数组不同。
Q9：find 是 vector 的成员函数吗？
答： 不是。find 是 <algorithm> 头文件中的泛型算法。
Q10：vector 的 end() 指向哪里？
答： 指向最后一个元素的下一个位置 ，不是最后一个元素。end() 位置没有有效元素，不能解引用。
复习建议：重点掌握第 3-5 章（扩容机制、迭代器失效、memcpy 问题），这是面试和笔试最高频的考点。