C++ vector 是动态数组，支持灵活的元素增删查改。通过 push_back 添加元素，pop_back 删除末尾元素，[] 或 at 访问元素，支持 size、capacity 查询及 reserve 预分配内存。频繁中间插入删除可考虑 emplace_back、swap 后 pop_back，或改用 list/deque。内存过高时可用 shrink_to_fit 或重新构造 vector 降容。排序用 std::sort，查找可用 std::find 或二分查找算法。性能优化需结合场景权衡选择。
C++ vector 容器本质上是一个动态数组，它允许你在运行时调整数组的大小。这意味着你不再需要在编译时预先确定数组的大小，这为处理不确定数量的数据提供了极大的灵活性。操作包括添加、删除、访问元素，以及进行各种优化来提升性能。
解决方案
vector 的使用围绕着几个核心操作：
-
创建 vector：
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#include
#include int main() { // 创建一个存储整数的 vector std::vector myVector; // 创建一个初始大小为 10 的 vector，所有元素初始化为 0 std::vector myVector2(10); // 创建一个初始大小为 5，所有元素初始化为 100 的 vector std::vector myVector3(5, 100); // 使用已有的数组初始化 vector int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5}; std::vector myVector4(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(int)); return 0; } -
添加元素：
push_back()
方法在 vector 的末尾添加一个新元素。myVector.push_back(10); myVector.push_back(20); myVector.push_back(30);
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访问元素： 可以使用下标运算符
[]
或at()
方法访问 vector 中的元素。at()
方法提供边界检查，如果访问越界会抛出异常。std::cout << myVector[0] << std::endl; // 输出 10 std::cout << myVector.at(1) << std::endl; // 输出 20
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删除元素：
pop_back()
方法删除 vector 末尾的元素。erase()
方法删除指定位置的元素或一个范围内的元素。myVector.pop_back(); // 删除末尾的 30 myVector.erase(myVector.begin() + 1); // 删除索引为 1 的元素 (20)
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大小和容量：
size()
方法返回 vector 中元素的数量。capacity()
方法返回 vector 在不重新分配内存的情况下可以容纳的元素数量。 当size()
超过capacity()
时，vector 会自动重新分配内存，这可能会导致性能开销。std::cout << "Size: " << myVector.size() << std::endl; std::cout << "Capacity: " << myVector.capacity() << std::endl;
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迭代器： 使用迭代器可以遍历 vector 中的元素。
for (std::vector
::iterator it = myVector.begin(); it != myVector.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; // 使用范围 for 循环 (C++11) for (int element : myVector) { std::cout << element << " "; } std::cout << std::endl;
vector 频繁插入删除如何优化？
频繁在 vector 中间插入或删除元素会导致大量元素的移动，效率较低。 可以考虑以下优化策略：
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使用
reserve()
预分配内存： 如果预先知道 vector 大致需要存储多少元素，可以使用reserve()
方法预先分配足够的内存，避免频繁的内存重新分配。myVector.reserve(100); // 预分配 100 个元素的空间
使用
std::list
或std::deque
： 如果需要在任意位置频繁插入和删除元素，std::list
（双向链表）或std::deque
（双端队列）可能更适合，因为它们在插入和删除元素时不需要移动其他元素。std::list
的缺点是不能随机访问元素，而std::deque
在头部和尾部插入删除效率较高，中间插入删除效率仍然不如std::list
。-
使用
std::vector
+ 移动语义 (C++11)： 在插入元素时，可以使用emplace_back()
方法，它可以在 vector 内部直接构造元素，避免不必要的拷贝或移动操作。 如果删除元素后不需要保持元素的顺序，可以将要删除的元素与末尾元素交换，然后pop_back()
，这样可以避免大量元素的移动。myVector.emplace_back(40); // 直接在 vector 内部构造元素 std::swap(myVector[index_to_remove], myVector.back()); myVector.pop_back();
vector 内存占用过高如何优化？
Vector 可能会占用超出预期的内存，特别是在频繁添加和删除元素后。
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使用
shrink_to_fit()
释放多余内存 (C++11)：shrink_to_fit()
方法可以尝试将 vector 的容量减少到等于其大小，从而释放多余的内存。 但需要注意的是，shrink_to_fit()
只是一个请求，具体是否释放内存取决于具体的实现。myVector.shrink_to_fit();
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手动重新分配内存： 创建一个新的 vector，将需要的元素拷贝到新的 vector 中，然后用新的 vector 替换原来的 vector。 这可以确保 vector 的容量与大小一致。
std::vector
tempVector(myVector.begin(), myVector.end()); myVector = tempVector; // 拷贝赋值 -
避免不必要的拷贝： 在函数参数传递时，尽量使用引用或指针，避免不必要的 vector 拷贝。 使用移动语义可以将 vector 的所有权从一个对象转移到另一个对象，而不需要进行实际的数据拷贝。
void processVector(const std::vector
& vec); // 使用常量引用 std::vector createVector(); std::vector myVector = createVector(); // 移动构造
vector 如何进行排序和查找？
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排序： 可以使用
std::sort()
算法对 vector 进行排序。需要包含
头文件。#include
std::sort(myVector.begin(), myVector.end()); // 升序排序 std::sort(myVector.begin(), myVector.end(), std::greater ()); // 降序排序 -
查找： 可以使用
std::find()
算法在 vector 中查找指定元素。std::find()
返回一个迭代器，指向找到的元素。 如果没有找到，则返回myVector.end()
。 对于已排序的 vector，可以使用std::binary_search()
进行二分查找，效率更高。std::lower_bound()
和std::upper_bound()
可以查找第一个大于等于或大于指定值的元素。#include
std::vector ::iterator it = std::find(myVector.begin(), myVector.end(), 20); if (it != myVector.end()) { std::cout << "Found: " << *it << std::endl; } else { std::cout << "Not found" << std::endl; } if (std::binary_search(myVector.begin(), myVector.end(), 20)) { std::cout << "Found using binary search" << std::endl; }
记住，选择哪种优化策略取决于具体的应用场景和性能需求。 没有一种方法是万能的，需要根据实际情况进行权衡和选择。
