std::vector＜std::vector＜float＞＞概述及应用举例

std::vector<std::vector<float>>

std::vector<std::vector<float>> 是 C++ 标准模板库（STL）中的一个数据结构，表示一个二维向量（二维数组），其中每个元素都是一个 std::vector<float> 类型的向量，即每个内部向量都包含了一系列的浮点数（float）。

这种数据结构常用于表示二维空间中的数据，如矩阵、图像中的像素值等。其中，外层向量可以看作是行（rows），内层向量可以看作是列（columns）。每个内层向量代表矩阵的一行，内层向量中的元素则代表该行中的各个列元素。

使用 std::vector<std::vector<float>> 的好处包括：

动态大小：与普通数组不同，std::vector 可以动态地增加或减少其大小，这使得它非常适合于在运行时确定数据大小的情况。
内存管理：std::vector 会自动处理内存管理，包括分配和释放内存，减少了内存泄漏的风险。
灵活性：可以轻松地访问、修改、添加或删除元素，提供了丰富的成员函数来进行操作。
兼容性好：作为 STL 的一部分，std::vector 与其他 STL 组件（如算法、迭代器）兼容，可以方便地进行各种数据处理。

例如，创建一个 3x3 的矩阵（二维向量），可以这样初始化：

#include <vector>  
  
int main() {  
    std::vector<std::vector<float>> matrix = {  
        {1.0f, 2.0f, 3.0f},  
        {4.0f, 5.0f, 6.0f},  
        {7.0f, 8.0f, 9.0f}  
    };  
  
    // 访问矩阵中的元素  
    float value = matrix[1][2]; // 访问第二行第三列的元素，值为 6.0  
  
    return 0;  
}

在这个例子中，matrix 是一个 3x3 的二维向量，通过 matrix[i][j] 的方式可以访问或修改其中的元素，其中 i 是行索引，j 是列索引。

std::vector<std::vector<float>>遍历

在 C++ 中，std::vector<std::vector<float>> 是一个二维向量（也可以理解为矩阵），你可以通过嵌套的循环来遍历它的所有元素。以下是一个简单的示例，展示了如何遍历这样的二维向量并访问其中的每一个元素。

#include <iostream>  
#include <vector>  
  
int main() {  
    // 创建一个 3x3 的二维向量，并初始化一些值  
    std::vector<std::vector<float>> matrix = {  
        {1.1, 2.2, 3.3},  
        {4.4, 5.5, 6.6},  
        {7.7, 8.8, 9.9}  
    };  
  
    // 获取行数和列数  
    int rows = matrix.size();  
    int cols = matrix[0].size();  
  
    // 使用嵌套的循环来遍历二维向量  
    for (int i = 0; i < rows; ++i) {  
        for (int j = 0; j < cols; ++j) {  
            // 访问元素 matrix[i][j]  
            std::cout << matrix[i][j] << " ";  
        }  
        std::cout << std::endl; // 每遍历完一行，输出一个换行符  
    }  
  
    return 0;  
}

这个程序首先创建了一个 3x3 的二维向量 matrix，并使用嵌套的 for 循环来遍历其中的每一个元素。外层循环遍历行，内层循环遍历列。在每次内层循环中，通过 matrix[i][j] 访问具体的元素并输出其值。每遍历完一行，输出一个换行符以便格式化输出。

注意事项

边界检查：在访问二维向量的元素之前，确保它的大小是符合预期的。例如，上面的代码假设每一行的列数是相同的。如果实际情况可能不同，你需要在代码中添加额外的检查。
范围-based for 循环：如果你使用 C++11 及以上版本，可以采用范围-based for 循环来简化代码：
```
for (const auto& row : matrix) {  
    for (float val : row) {  
        std::cout << val << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
}
```
这种方式更加简洁，并且避免了手动计算行和列的大小。

3. 性能考虑：如果你只是读取元素，上述方法是高效的。但如果你在遍历过程中修改二维向量的大小（例如添加或删除元素），则可能会导致性能问题甚至未定义行为。在这种情况下，你应该考虑其他策略。

std::vector在后面添加数据

在 C++ 中，std::vector 是一个动态数组，它可以在运行时添加或删除元素。要在 std::vector 的末尾添加数据，你可以使用 push_back 成员函数。这个函数会将一个元素添加到向量的末尾，并自动调整向量的大小以容纳新元素。

以下是一个简单的例子，展示了如何使用 push_back 在 std::vector<float> 和 std::vector<std::vector<float>> 后面添加数据：

#include <iostream>  
#include <vector>  
  
int main() {  
    // 创建一个一维的 float 向量  
    std::vector<float> vec;  
    vec.push_back(1.0f); // 在末尾添加 1.0  
    vec.push_back(2.0f); // 在末尾添加 2.0  
    vec.push_back(3.0f); // 在末尾添加 3.0  
  
    // 输出一维向量的内容  
    for (float f : vec) {  
        std::cout << f << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
  
    // 创建一个二维的 float 向量（矩阵）  
    std::vector<std::vector<float>> matrix;  
  
    // 创建并添加第一行  
    std::vector<float> row1 = {1.1, 2.2, 3.3};  
    matrix.push_back(row1);  
  
    // 创建并添加第二行  
    std::vector<float> row2 = {4.4, 5.5, 6.6};  
    matrix.push_back(row2);  
  
    // 也可以逐行添加元素  
    std::vector<float> row3;  
    row3.push_back(7.7);  
    row3.push_back(8.8);  
    row3.push_back(9.9);  
    matrix.push_back(row3);  
  
    // 输出二维向量的内容  
    for (const auto& row : matrix) {  
        for (float f : row) {  
            std::cout << f << " ";  
        }  
        std::cout << std::endl;  
    }  
  
    return 0;  
}

在这个例子中，我们首先创建了一个一维的 std::vector<float> 并使用 push_back 添加了三个浮点数。然后，我们创建了一个二维的 std::vector<std::vector<float>>（即矩阵），并使用 push_back 添加了三行数据。每行数据本身也是一个 std::vector<float>。

注意，当你向 std::vector 添加元素时，如果当前容量不足以容纳新元素，std::vector 会自动分配更大的内存空间来存储这些元素，并将现有元素复制到新的内存空间中。这个过程是自动的，但如果你知道将要添加大量元素，可以使用 reserve 成员函数来预先分配足够的内存空间，以减少内存分配和复制的次数。