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STL——vector

news 来源：原创 2025/8/12 14:07:43

1 vector介绍

2 vector使用

2.1 vector的定义

2.1.1 无参构造

2.1.2 构造并初始化N个Val

2.1.3 拷贝构造

2.1.4 使用迭代器初始化构造

2.1.5 使用大括号初始化构造

2.2 vector的迭代器

2.2.1 const 迭代器

2.3 vector的空间增长

2.4 vector的增删改查

2.5 vector的迭代器失效（重点）

2.5.1 会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效

2.5.2 erase引起的迭代器失效

3 vector访问

3.1 下标法

3.2 迭代器

3.3 范围for

1 vector介绍

vector是序列容器，表示大小可以变化的数组。vector可以有效地在末尾添加或删除元素

STL库中的vector需要引入头文件：

#include <vector>

类模板原型：

template < class T, class Alloc = allocator<T> > class vector; // generic template

模板参数

T：元素的类型
Alloc：vector底层存储数据的内存是从空间配置器申请的，如果需要可以⾃⼰实现内存池，传给第二个参数

2 vector使用

2.1 vector的定义

2.1.1 无参构造

vector();vector<int> v; //定义了一个名为a的一维数组,数组存储int类型数据

2.1.2 构造并初始化N个Val

vector(size_t n, const T& val = T())vector<int> v(n); //定义一个长度为n的数组，初始值默认为0，下标范围[0, n - 1] 
vector<int> v(n, 10); //v[0] 到 v[n - 1]所有的元素初始值均为10 
vector<Test> v(n); //定义一个长度为n的数组，将调用Test的构造函数初始化，下标范围[0, n - 1]

模板参数：

n：初始容器大小
val：对于内置类型，会进行默认初始化，对于自定义类型，会调用相对应的构造函数进行初始化

2.1.3 拷贝构造

vector (const vector& x);vector<int> v1(10); 
vector<int> v2(v1); //两个数组中的类型必须相同,v1和v2都是长度为10，初始值都为0的数组

2.1.4 使用迭代器初始化构造

类模板的成员函数，也可以是一个函数模板。这样设计的好处在于不限于只使用vector的容量进行初始化，还可以使用其他容器进行初始化。比如：list、string、deque等

template <class InputIterator> 
vector (InputIterator first, InputIterator last);vector<int> v1; 
list<int> l1; 
deque<int> d1; vector<int> v2(v1.begin(),v1.end()); 
vector<int> v3(l1.begin(),l1.end()); 
vector<int> v4(d1.begin(),d1.end());

2.1.5 使用大括号初始化构造

vector (initializer_list<T> il);

首先要明确，这种初始化方式只支持C++11以后的标准

initializer_list是C++11新加入的一种容量，这个容器支持迭代器访问。它的原理与使用大括号创建数组很相似cplusplus.com/reference/initializer_list/initializer_list/

auto il = {1,2,3,4,5}; 
int arr[] = {1,2,3,4,5};//vector使用大括号初始化的原理就是，先将其转化为initializer_list容器，然后调用相应的构造函数进行初始化
vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5}; //数组v中有五个元素，数组长度就为5

2.2 vector的迭代器

迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了封装

接口	时间复杂度	接口说明
begin()	O（1）	获取第一个数据位置的iterator/const_iterator
end()	O（1）	获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
rbegin()	O（1）	获取最后一个数据位置的reverse_iterator
rend()	O（1）	获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator

注意：

end() 返回的是最后一个元素的后一个位置的地址，不是最后一个元素的地址，所有STL容器均是如此

vector<int> v{1,2,3,4,5,6,7,8,9}; 
for(auto it = v.begin(); it != v.end(); it++) 
{ cout << *it << endl; 
} for(auto it = v.rbegin(); it != v.rend(); it++) 
{ cout << *it << endl; 
}

2.2.1 const 迭代器

当我们想创建被const修饰的vector容器迭代器时，不可以直接在迭代器前加const

vector<int> v; 
const vector<int>::iterator it = v.begin();

以上的写法是不可以的，他不能达到it所指向的内容不能被修改,实际是it它本身不可以被修改

它会转换为：

int* const it = v.begin();

示例：

int main()
{vector<int> v;v.push_back(1);cout << *v.begin() << endl;const vector<int>::iterator it = v.begin();*it = 2;cout << *v.begin() << endl;return 0;
}

因此这里需要使用 const_iterator，const_iterator 就是 const T* 的重定义

typedef const T* const_iterator;vector<int> ::const_iterator it2 = v.begin(); 
*it2 = 2;

此时的迭代器就是指向的内容不可以被改变

2.3 vector的空间增长

接口	时间复杂度	接口说明
size()	O（1）	获取数据个数
capacity()	O（1）	获取容量大小
empty()	O（1）	判断是否为空
resize()	O（N）	改变容量的数据个数
reserve()	O（N）	改变容量的容量大小

resize的增长逻辑：

小于当前容器元素个数：删除至n个元素
大于当前容器元素个数，小于当前容器容量：填充指定元素
大于当前容器容量：扩容至n个元素，并且填充指定元素

reserver的增长逻辑（不同平台会有差异）：

大于当前容量就扩容
小于当前容量默认不改变容量

2.4 vector的增删改查

接口	时间复杂度	接口说明
push_back()	O（1）	尾插
pop_back()	O（1）	尾删
insert()	O（N）	指定位置前插入
erase()	O（N）	指定位置删除
swap()	O（1）	交换两个容器的数据空间
operator[]	O（1）	像数组一样访问

2.5 vector的迭代器失效（重点）

迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃)

2.5.1 会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效

比如：resize、reserve、insert、assign、push_back等

int main()
{vector<int> v1(10, 1);//迭代器auto it = v1.begin();//将有效元素个数增加到1000个，多出的位置使用1填充，操作期间底层会扩容v1.resize(1000, 1);//此处导致非法访问cout << *it << endl;return 0;
}

出错原因：

以上操作，都有可能会导致vector扩容，也就是说vector底层原理旧空间被释放掉，而在打印时，it还使用的是释放之间的旧空间，在对it迭代器操作时，实际操作的是一块已经被释放的空间，而引起代码运行时崩溃

解决方式：

在以上操作完成之后，如果想要继续通过迭代器操作vector中的元素，只需给it重新赋值即可

2.5.2 erase引起的迭代器失效

int main()
{vector<int> v1(10, 1);//迭代器auto it = v1.begin();//删除指定位置的元素v1.erase(it);//此处导致非法访问cout << *it << endl;return 0;
}

出错原因：

erase删除pos位置元素后，pos位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上讲迭代器不应该会失效

但是：如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了

我们不能依赖于某种特定的结果，因此删除vector中任意位置上元素时，默认认为该位置迭代器失效了

解决方式：

erase设有返回值，返回的是删除元素的下一个元素位置，再次给it重新赋值即可

3 vector访问

3.1 下标法

vector容器对 [] 运算符进行了函数重载，因此可以使得vector的访问可以于普通数组一样访问

int main()
{vector<int> v{1,2,3,4,5};for(int i=0;i<v.size();i++){cout<<v[i]<<" ";    }return 0;
}

3.2 迭代器

与类似指针，迭代器就是充当指针的作用

int main()
{vector<int> v{1,2,3,4,5};//获取迭代器auto it=v.begin();while(it!=v.end()){cout<<*it<<" ";   it++;    }return 0;
}

3.3 范围for

这是C++的一个语法糖，其用法的本质就是将其替换为迭代器的形式进行访问

int main()
{vector<int> v{1,2,3,4,5};for(auto e:v){cout<<e<<" ";          }return 0;
}

STL——vector

目录 1 vector介绍 2 vector使用 2.1 vector的定义 2.1.1 无参构造 2.1.2 构造并初始化N个Val 2.1.3 拷贝构造 2.1.4 使用迭代器初始化构造 2.1.5 使用大括号初始化构造 2.2 vector的迭代器 2.2.1 const 迭代器 2.3 vector的空间增长 2.4 vector的增删改查 2.5 ve…...

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2.1.5 使用大括号初始化构造

2.2 vector的迭代器

2.2.1 const 迭代器

2.3 vector的空间增长

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3.2 迭代器

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