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STL vector

`std::vector` 是 C++ 标准模板库（STL）中最常用的动态数组容器，提供高效的随机访问和动态内存管理。以下是详细用法指南：

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### **1. 基本操作**
#### **包含头文件**
```cpp
#include <vector>

声明与初始化

// 空vector
std::vector<int> vec1;  

// 指定大小（5个0）
std::vector<int> vec2(5);  

// 指定大小和初始值（5个10）
std::vector<int> vec3(5, 10);  

// 列表初始化
std::vector<int> vec4 = {1, 2, 3, 4, 5};  

// 从数组初始化
int arr[] = {6, 7, 8};
std::vector<int> vec5(arr, arr + sizeof(arr)/sizeof(int));

元素访问

容量管理

vec.size();      // 当前元素数量 → 3
vec.capacity();  // 实际分配的内存容量 → 4（可能大于size）
vec.empty();     // 是否为空 → false

vec.reserve(100);  // 预分配100个元素的内存（避免多次扩容）
vec.shrink_to_fit(); // 释放多余内存（capacity减到size大小）

修改操作

添加元素

vec.push_back(6);   // 尾部插入 → {1,2,3,4,5,6}
vec.emplace_back(7); // 尾部构造（避免拷贝，C++11）

vec.insert(vec.begin() + 2, 99); // 位置2插入99 → {1,2,99,3,4,5}

删除元素

vec.pop_back();      // 删除尾部 → {1,2,3,4}
vec.erase(vec.begin() + 1); // 删除位置1 → {1,3,4}
vec.erase(vec.begin(), vec.begin() + 2); // 删除范围
vec.clear();         // 清空所有元素

遍历方式

// 1. 下标遍历
for(size_t i=0; i<vec.size(); ++i) {
    std::cout << vec[i] << " ";
}

// 2. 范围for循环（C++11）
for(int num : vec) {
    std::cout << num << " ";
}

// 3. 迭代器
for(auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
    std::cout << *it << " ";
}

高级用法

自定义类型

struct Person {
    std::string name;
    int age;
    Person(std::string n, int a) : name(n), age(a) {}
};

std::vector<Person> people;
people.emplace_back("Alice", 25);  // 直接构造，避免临时对象

二维数组

std::vector<std::vector<int>> matrix = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

// 访问元素
int val = matrix[1][2];  // → 6

与算法库结合

#include <algorithm>
std::sort(vec.begin(), vec.end());  // 排序
auto it = std::find(vec.begin(), vec.end(), 3);  // 查找元素

性能特点

• 随机访问：O(1) 时间复杂度
• 尾部插入/删除：平均 O(1)
• 中间插入/删除：O(n)（需移动元素）
• 内存增长策略：通常按当前容量的 50%~100% 扩容（实现相关）

最佳实践

1. 优先用 emplace_back() 替代 push_back()（避免拷贝）
2. 循环中插入/删除元素时注意迭代器失效问题
3. 预分配内存：reserve() 减少扩容开销
4. 传递大 vector 时使用引用：void func(const std::vector<int>& vec)
5. C++17 支持结构化绑定：

   for(const auto& [x,y] : points) { ... }
   

完整文档参考：cppreference - vector