C++中vector类型的先容和使用

一、vector 类型的简介

  vector 是 C++ 标准模板库（STL）中最常用的顺序容器之一，底层实现为 动态数组。它提供动态增长、随机访问、高效末尾插入等特性。
1.1 基本先容

1. #include <vector>
2. std::vector<int> numbers;

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1.2 常见用法示例

初始化方式

1. std::vector<int> v1;                     // 空向量
2. std::vector<int> v2(5);                  // 5个默认值（0）
3. std::vector<int> v3(5, 42);              // 5个 42
4. std::vector<int> v4 = {1, 2, 3, 4};      // 列表初始化

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常用操纵

1. v1.push_back(10);       // 尾部添加元素
2. v1.pop_back();          // 删除最后一个元素
3. v1.size();              // 元素数量
4. v1.empty();             // 是否为空
5. v1.clear();             // 清空所有元素
6. v1.at(2);               // 安全访问第3个元素（带边界检查）
7. v1[2];                  // 快速访问第3个元素（无检查）

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遍历方式

1. for (size_t i = 0; i < v1.size(); ++i)
2.     std::cout << v1[i] << std::endl;
4. for (int x : v1)        // C++11 范围循环
5.     std::cout << x << std::endl;

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1.3 常见成员函数简表

二、vector 数据的插入

  std::vector 提供多种方式将数据插入容器中，适用于不同的使用场景（如单个元素插入、批量插入、自定义位置插入等）。
2.1 push_back() —— 在尾部插入一个元素

特点：时间复杂度均派为 O(1)
示例：

1. std::vector<int> v;
2. v.push_back(10);
3. v.push_back(20);  // v = {10, 20}

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2.2 emplace_back() —— 在尾部“就地”构造对象

特点：
   

• 避免临时对象拷贝或移动
  
• 构造更复杂类型推荐使用
  

  示例：

1. std::vector<std::pair<int, std::string>> v;
2. v.emplace_back(1, "Alice");  // 直接构造 pair(1, "Alice")

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2.3 insert() —— 在任意位置插入一个或多个元素

重载形式包括：
插入单个元素

1. std::vector<int> v = {1, 2, 4};
2. v.insert(v.begin() + 2, 3);  // v = {1, 2, 3, 4}

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插入多个雷同元素

1. v.insert(v.begin(), 3, 100);  // 插入3个100在开头

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插入另一 vector 的一段范围

1. std::vector<int> v1 = {1, 2};
2. std::vector<int> v2 = {10, 20, 30};
3. v1.insert(v1.end(), v2.begin(), v2.end());  // v1 = {1, 2, 10, 20, 30}

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2.4 emplace() —— 在任意位置就地构造对象

雷同于 insert()，但对象是“就地构造”而非拷贝。
示例：

1. std::vector<std::pair<int, std::string>> v;
2. v.emplace(v.begin(), 1, "Bob");  // 插入 pair(1, "Bob") 到开头

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2.5 assign() —— 更换整个 vector 的内容

注意这是更换整个内容，不是插入。

1. std::vector<int> v;
2. v.assign(5, 42);  // v = {42, 42, 42, 42, 42}

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插入方式对比表

三、vector 数据的遍历

3.1 范围-based for 循环（C++11 起）

1. #include <vector>
2. #include <iostream>
4. std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
6. for (int value : vec) {
7.     std::cout << value << " ";
8. }

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3.2 使用下标访问

1. for (size_t i = 0; i < vec.size(); ++i) {
2.     std::cout << vec[i] << " ";
3. }

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也可以用 at() 提供边界查抄：

1. for (size_t i = 0; i < vec.size(); ++i) {
2.     std::cout << vec.at(i) << " ";
3. }

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3.3 使用迭代器

1. for (std::vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
2.     std::cout << *it << " ";
3. }

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假如不需要修改数据，可使用 const_iterator：

1. for (std::vector<int>::const_iterator it = vec.cbegin(); it != vec.cend(); ++it) {
2.     std::cout << *it << " ";
3. }

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3.4 使用 std::for_each 和 Lambda（C++11 起）

1. #include <algorithm>
3. std::for_each(vec.begin(), vec.end(), [](int value) {
4.     std::cout << value << " ";
5. });

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四、vector 数据的删除

4.1 删除尾部元素：pop_back()

1. std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
2. vec.pop_back(); // 删除最后一个元素（3）

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4.2 按下标删除一个元素：erase(iterator)

1. std::vector<int> vec = {10, 20, 30, 40};
2. vec.erase(vec.begin() + 2); // 删除索引为2的元素（30）

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4.3 删除一个区间：erase(begin, end)

1. std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
2. vec.erase(vec.begin() + 1, vec.begin() + 4); // 删除 2, 3, 4
3. // 结果为 vec = {1, 5}

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4.4 按值删除（配合 remove）

1. #include <algorithm>
3. std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 2, 4};
4. // 删除所有值为 2 的元素
5. vec.erase(std::remove(vec.begin(), vec.end(), 2), vec.end());
6. // 结果为 vec = {1, 3, 4}

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注意：std::remove 不是真正删除，而是将不符合条件的元素移到后面，返回“新逻辑末尾”，再用 erase 删除尾部的冗余数据。
4.5 按条件删除（用 lambda）

1. // 删除所有大于3的元素
2. vec.erase(std::remove_if(vec.begin(), vec.end(), [](int x) {
3.     return x > 3;
4. }), vec.end());

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4.6 清空整个 vector：clear()

1. vec.clear(); // 删除所有元素，size() 为 0

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4.7 删除自定义类型的元素（按值或条件）

1. struct Person {
2.     std::string name;
3.     int age;
4. };
6. std::vector<Person> people = {
7.     {"Alice", 25}, {"Bob", 30}, {"Charlie", 25}
8. };
10. // 删除所有 age 为 25 的人
11. people.erase(std::remove_if(people.begin(), people.end(), [](const Person& p) {
12.     return p.age == 25;
13. }), people.end());

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4.8 删除某个元素再次遍历

方法 1：使用 erase + iterator，精确方式如下：

1. #include <vector>
2. #include <iostream>
4. int main() {
5.     std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 2, 4};
7.     for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ) {
8.         if (*it == 2) {
9.             it = vec.erase(it);  // erase 返回新的 iterator，指向被删元素的下一个位置
10.         } else {
11.             ++it;
12.         }
13.     }
15.     // 再次遍历
16.     for (int val : vec) {
17.         std::cout << val << " ";
18.     }
19.     return 0;
20. }

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方法 2：先删除，再单独遍历（更清晰）：

1. vec.erase(std::remove(vec.begin(), vec.end(), 2), vec.end());
3. // 再次遍历
4. for (int val : vec) {
5.     std::cout << val << " ";
6. }

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错误示例（不要这样做）：

1. for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
2.     if (*it == 2) {
3.         vec.erase(it); // ❌ it 会失效，下一次 ++it 就是未定义行为
4.     }
5. }

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