[C++ STL] vector 详解

标题：[C++ STL] vector 详解

@水墨不写bug

目录

一、背景

 二、vector简介

 三、vector的接口介绍

（1）默认成员函数接口

i，构造函数（constructor）

ii，析构函数（destructor）

iii，拷贝构造

iv，赋值重载

（2）迭代器接口

（3）容量接口

i，size()

ii,max_size()

iii,resize()

iv,capacity()

v,empty()

vi,reserve()

vii,shrink_to_fit()

（4）元素访问接口

i,operator[]

ii,at()

iii,front()

iv,back()

（5）修改接口

i,push_back()

ii,pop_back()

iii,insert()

iv,erase()

v,swap()

vi,clear()

正文开始：

一、背景

        我们在学习C语言时就渴望过一种可以自动扩容的数组。尽管C99标准引入了变长数组：

变长数组

        变长数组是C99标准新增的特性，它允许在运行时动态地指定数组的长度。与传统的静态数组不同，变长数组的长度可以在程序运行时确定，而不是在编译时确定。

但是变长数组不是真正的可以随意扩容的容器：因为在运行时，变长数组的长度只能确定一次。一旦变长数组的长度确定，就无法再次改变了！

        这也是C语言的痛点，为了实现随意扩容的功能，我们可以实现一个动态顺序表（Dynamic Sequence List）：

        可变长的顺序表（Dynamic Sequence List）

        是一种能够动态调整存储空间大小的顺序表。它的大小是可以根据需要进行动态扩展或缩小的，不需要在初始化时指定固定的容量。

        实现可变长顺序表的方式有多种，其中一种常见的方式是使用动态数组。动态数组是在内存中分配一块连续的存储空间来存储元素，当元素个数超过当前分配的空间大小时，会重新分配更大的空间，并将原有的元素复制到新的空间中，然后释放原有的空间。

但是每次在使用前，都要实现一个顺序表太麻烦了，用C语言实现一个顺序表动辄就几百行，这样不断重复“造轮子”的行为导致开发十分低效。在这样的背景下，C++中引入了STL：

         STL（Standard Template Library）

        是C++标准库中的一个重要组成部分，提供了一系列的模板类和算法，用于处理常见的数据结构和算法问题。STL包括了容器（Containers）、迭代器（Iterators）、算法（Algorithms）和函数对象（Function Objects）等组件，提供了丰富的数据结构和算法操作。

 其中的容器，就是帮助我们解决问题的组件。本文讲解的vector就是容器中的非常常用常见的一个。

 二、vector简介

        vector是STL中的一个容器，实现了动态数组的功能。它可以存储任意类型的元素，并提供了一系列的操作函数，如插入、删除、访问等。

vector的特点包括：

1. 动态大小：vector的大小可以根据需要进行动态调整，可以随时增加或减少元素的数量。
2. 连续存储：vector的元素在内存中是连续存储的，可以通过下标快速访问元素。
3. 头部插入删除效率较低：由于在头部插入或删除元素时需要进行大块内存的复制或移动，导致效率较低。
4. 随机访问效率高：由于元素的连续存储，可以通过下标直接访问任意位置的元素。

 三、vector的接口介绍

        由于在实际应用中，vector的一些接口并不常用，所以本介绍尽量在完整的基础上简洁。

（1）默认成员函数接口

         在正式开始介绍之前，我们先认识一个之前已经见过的关键字：

explicit：

        在C++中，explicit 是一个关键字，用于防止类构造函数进行隐式类型转换。当你有一个类，并且这个类有一个可以从其他类型隐式转换的构造函数时，你可能会在无意中创建该类的对象，而不是你原本想要的。使用 explicit 关键字可以确保这种转换是显式的，从而避免潜在的错误。

class MyClass {  
public:  
    explicit MyClass(int value) {  
        // ...  
    }  
};  
  
void foo(MyClass obj) {  
    // ...  
}  
  
int main() {  
    // 下面的代码会因为 MyClass 的构造函数是 explicit 的而编译失败  
    // foo(42); // 错误：无法从 'int' 转换为 'MyClass'  
  
    // 你必须显式地创建一个 MyClass 对象  
    foo(MyClass(42)); // 正确  
    return 0;  
}

        这样就可以开始介绍了。

i，构造函数（constructor）

explicit vector (const allocator_type& alloc = allocator_type());

vector v;

explicit vector (size_type n);
         vector (size_type n, const value_type& val,
                 const allocator_type& alloc = allocator_type());

	vector v(10);
	cout