C++ 中 vector 的常用功能介绍

在 C++ 中，vector 是一种常用的动态数组容器，提供了方便的自动扩展、内存管理以及各种便捷的操作方法。它是 C++ 标准模板库（STL）的一部分，适用于需要动态存储和管理大量元素的场景。

在本文中，我们将简要介绍 vector 的常用功能，展示如何对其进行操作和排序。为了简洁起见，假设我们已经使用了 using namespace std;。

1. 创建与初始化

要创建一个 vector，可以直接通过以下几种方式初始化：

vector<int> vec1;             // 空的 vector
vector<int> vec2(10);         // 创建一个大小为 10 的 vector，所有元素默认初始化为 0
vector<int> vec3(5, 2);       // 创建一个大小为 5 的 vector，所有元素初始化为 2
vector<int> vec4 = {1, 2, 3}; // 通过初始化列表创建 vector

vector 支持存储几乎所有类型的数据，只需要在声明时指定类型。

2. 添加与访问元素

vector 提供了几种方法来添加和访问元素：

• push_back(): 在 vector 的末尾添加一个元素。
• emplace_back(): 在末尾原地构造元素，避免不必要的拷贝。
• [] 运算符: 使用下标访问元素。
• at(): 安全访问元素，会进行边界检查。

示例：

vector<int> vec = {1, 2, 3};
vec.push_back(4);  // 添加元素 4 到末尾
cout << vec[0];    // 输出第一个元素，结果为 1
cout << vec.at(2); // 输出第三个元素，结果为 3

需要注意的是，[] 不进行范围检查，如果访问越界会导致未定义行为，而 at() 会抛出异常。

3. 获取大小与容量

vector 提供了几个常用函数来获取其大小、容量以及判断是否为空：

• size(): 返回当前元素的个数。
• capacity(): 返回当前 vector 容量，表示在不重新分配内存的情况下，最多可以存储的元素个数。
• empty(): 判断 vector 是否为空。

示例：

cout << "Size: " << vec.size();        // 输出当前元素个数
cout << "Capacity: " << vec.capacity(); // 输出当前容量
cout << (vec.empty() ? "Empty" : "Not Empty"); // 判断是否为空

4. 删除元素

vector 提供了几种方法来删除元素：

• pop_back(): 删除 vector 末尾的元素。
• erase(): 删除指定位置或范围的元素。
• clear(): 清空 vector 中的所有元素，但保留容量。

示例：

vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
vec.pop_back();         // 删除最后一个元素，vec 变成 {1, 2, 3, 4}
vec.erase(vec.begin()); // 删除第一个元素，vec 变成 {2, 3, 4}
vec.clear();            // 清空所有元素，但容量不变

5. 排序 vector

在 C++ 中，vector 可以通过标准库中的 sort 函数来进行排序。默认情况下，sort 按照升序排序，也可以自定义排序规则。

• 默认升序排序: 只需传入 vector 的开始和结束迭代器。
• 自定义排序: 可以通过传入一个比较函数或函数对象来自定义排序规则，如降序排序。

升序排序示例：

#include <algorithm> // 引入排序所需的头文件vector<int> vec = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
sort(vec.begin(), vec.end());  // 默认按升序排序for (const auto& val : vec) {cout << val << " ";  // 输出: 1 2 5 5 6 9
}

降序排序示例：

sort(vec.begin(), vec.end(), greater<int>());  // 使用 greater<int>() 实现降序排序for (const auto& val : vec) {cout << val << " ";  // 输出: 9 6 5 5 2 1
}