目录
一：介绍
- vector是STL容器中的一种常用的容器，和数组类似，由于其大小(size)可变，常用于数组大小不可知的情况下来替代数组。
- vector也是一种顺序容器，在内存中连续排列，因此可以通过下标快速访问，时间复杂度为O(1)。然而，连续排列也意味着大小固定，数据超过vector的预定值时vector将自动扩容。
二：vector的创建和方法
首先，使用vector时需包含头文件：
- #include <vector>
创建vector
vector本质是类模板，可以存储任何类型的数据。数组在声明前需要加上数据类型，而vector则通过模板参量设定类型。
比如，声明一个int型的vector数组。
vector<int> arr1; //一个空数组
// 这里使用了c++11的新特性 initializer_list<int> 常量数组的写法
vector<int> arr2 = {
1, 2, 3, 4, 5}; //包含1、2、3、4、5五个变量
vector<int> arr3(4); //开辟4个空间，值默认为0
vector<int> arr4(5, 3); //5个值为3的数组
//拷贝构造
vector<int> arr5(arr4); //将arr4的所有值复制进去，和arr4一样
//迭代器版本的拷贝构造
vector<int> arr6(arr4.begin(), arr4.end()); //将arr4的值从头开始到尾复制
vector<int> arr7(arr4.rbegin(), arr4.rend()); //将arr4的值从尾到头复制
方法
✨iterators（迭代器） \colorbox{pink}{✨iterators（迭代器）} ✨iterators（迭代器）
| 名字 | 描述 |
|---|---|
| begin | 返回指向容器中第一个元素的迭代器。 |
| end | 返回指向容器最后一个元素所在位置后一个位置的迭代器 |
| rbegin | 返回容器逆序的第一个元素的迭代器 |
| rend | 返回容器逆序的最后一个元素的前一个位置的迭代器 |
| cbegin | 和begin()功能相同，在其基础上增加了 const 属性，不能用于修改元素。 |
| cend | 和end()功能相同，在其基础上增加了 const 属性，不能用于修改元素。 |
| crbegin | 和rbegin()功能相同，在其基础上增加了 const 属性，不能用于修改元素。 |
| crend | 和rend()功能相同，在其基础上增加了 const 属性，不能用于修改元素。 |
✨Capacity（容量） \colorbox{pink}{✨Capacity（容量）} ✨Capacity（容量）
| 名字 | 描述 |
|---|---|
| size | 返回实际元素的个数 |
| capacity | 返回总共可以容纳的元素个数 |
| max_size | 返回元素个数的最大值。这个值非常大，一般是2^32-1 |
| empty | 判断vector是否为空，为空返回true否则false |
| resize | 改变实际元素的个数，对应于size |
| reserve | 增加容器的容量，控制vector的预留空间， 不会初始化不能直接访问后面的元素 |
| shrink_to_fit | 减少capacity到size的大小 |
✨Element access（元素访问） \colorbox{pink}{✨Element access（元素访问）} ✨Element access（元素访问）
| 名字 | 描述 |
|---|---|
| operator[] | vector可以和数组一样用[]访问元素 |
| at | vector.at(i)等同于vector[i]，访问数组下表的元素 |
| front | 返回第一个元素 |
| back | 返回最后一个元素 |
| data | 返回指向容器中第一个元素的指针 |
✨Modifiers（修改器） \colorbox{pink}{✨Modifiers（修改器）} ✨Modifiers（修改器）
| 名字 | 描述 |
|---|---|
| push_back | 在容器的尾部插入元素 |
| pop_back | 删除最后一个元素 |
| insert | 插入元素 |
| erase | 删除元素 |
| clear | 清除容器内容，size=0，存储空间不变 |
| swap | 交换两个元素的所有内容 |
| assign | 用新元素替换原有内容。 |
| emplace | 插入元素，和insert实现原理不同，速度更快 |
| emplace_back | 在容器的尾部插入元素，和push_back不同, 速度更快 |
三：vector的具体用法
3.1 push_back、pop_back 和 emplace_back
vector<int> arr;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
arr.push_back(i);
}
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
arr.pop_back();
}
- emplace_back的效果和push_back一样，都是尾部插入元素
arr.emplace(10);
两者的差别在于底层实现的机制不同：push_back将这个元素拷贝或者移动到容器中（如果是拷贝的话，事后会自行销毁先前创建的这个元素）；而 emplace_back 在实现时，则是直接在容器尾部创建这个元素，省去了拷贝或移动元素的过程。所以emplace_back的速度更快。
3.2 insert、emplace
注意：这里存在迭代器失效的问题
如果在某一位置例如：iterator pos = arr.begin() + 3 后续就尽量不要再使用pos这个迭代器
原因：insert可能导致扩容 原空间可能发生了变化，pos就相当于野指针了扫描二维码关注公众号，回复： 17516506 查看本文章
insert有三种用法：
- 在指定位置插入值为val的元素。(传入的位置都是迭代器)
//在arr的头部插入值为10的元素
vector<int> arr;
arr.insert(arr.begin(), 10);
- 在指定位置插入n个值为val的元素
//从arr的头部开始，连续插入3个值为10的元素
vector<int> arr;
arr.insert(arr.begin(), 3, 10);
- 在指定位置插入区间[start, end]的所有元素
//从arr的头部开始，连续插入arrs区间[begin, end]的所有元素
vector<int> arr;
vector<int> arrs = {
1, 2, 3, 4, 5 };
arr.insert(arr.begin(), arrs.begin(), arrs.end());
emplace和insert同为插入元素，不过emplace只能插入一个元素：
//在arr的头部插入值为10的元素
vector<int> arr;
arr.emplace(arr.begin(), 10);
//insert和emplace的区别和上面类似，就是一个是拷贝和复制的过程，而另一个则是直接创建一个新元素。
3.3 erase
erase通过迭代器删除某个或某个范围的元素，并返回下一个元素的迭代器。
注意：这里存在迭代器失效的问题，和 insert 一样， 原空间发生了变化
---- vector的删除操作只会导致指向被删除元素及后面的迭代器失效 而list只是当前位置的迭代器失效
vector<int> arr{
1, 2, 3, 4, 5};
// 删除arr开头往后偏移两个位置的元素，即arr的第三个元素，3
arr.erase(arr.begin() + 2);
// 删除arr.begin()到arr.begin()+2之间的元素，删除两个;即删除arr.begin()而不到arr.begin()+2的元素
arr.erase(arr.begin(), arr.begin() + 2);
3.4 assign
assign修改vector，和insert操作类似，不过insert是从尾部插入，而assign则将整个vector改变
---------------------------------------------------------------------------注意会影响size的大小---------------------------------------------------------------------------
- 将整个vector修改为n个值为val的容器
//将arr修改为3个值为5的vector。
vector<int> arr = {
5, 4, 3, 2, 1};
arr.assign(3, 5);
- 将整个vector修改为某个容器[start, end]范围内的元素
//将arr修改为范围[arrs.begin, arrs.end]内的元素
vector<int> arr1 = {
5, 4, 3, 2, 1};
vector<int> arr2 = {
1, 2, 3, 4, 5 };
arr1.assign(arr2.begin(), arr2.end());
- 用数组的值进行范围修改
//将arr替换为数组arrs
vector<int> arr = {
5, 4, 3, 2, 1};
int arrs[5] = {
1, 2, 3, 4, 5 };
arr.assign(arrs, arrs + 5);
四：vector 元素的操作（sort、reverse等）
需要用到头文件 中的算法
1、排序 sort()
使用到的函数为 sort() ：按输入序列的字典序升序排序，原位操作，无返回值
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main(void)
{
vector<int> a{
2, 0, 2, 2, 0, 3, 0, 9};
sort(a.begin(), a.end()); //原位操作
// sort(a.begin(), a.end(), greater<int>) 升序操作
for(auto i : a)
cout << i << " ";
return 0;
}
// 输出结果 //
0 0 0 2 2 2 3 9
2、消除相邻的重复元素 unique()
使用到的函数为 unique() ：将输入序列相邻的重复项“消除”，返回一个指向不重复值范围末尾的迭代器，一般配合 sort() 使用
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main(void)
{
vector<int> a{
2, 0, 2, 2, 0, 3, 0, 9};
sort(a.begin(), a.end()); // 先排序
for(int i:a) cout << i << " "; // 输出
cout << endl;
auto end_unique = unique(a.begin(), a.end()); //将输入序列相邻的重复项“消除”，返回一个指向不重复值范围末尾的迭代器
a.erase(end_unique, a.end()); // 删除末尾元素
for(int i:a) cout << i << " "; // 输出
return 0;
}
// 运行结果 //
0 0 0 2 2 2 3 9
0 2 3 9
3、逆序 reverse()
方法1：使用到的函数为 reverse() ：将输入序列按照下标逆序排列，原位操作，无返回值
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main(void)
{
vector<int> a{
2, 0, 2, 2, 0, 3, 0, 9};
reverse(a.begin(), a.end()); // 原位逆序排列
for(int i:a) cout << i << " "; // 输出
return 0;
}
// 运行结果 //
9 0 3 0 2 2 0 2
五：vector 中找最值
同样需要用到头文件 中的算法。
1、最大值auto it = max_element(v.begin, v,end())，返回最大值的迭代器
2、最小值 auto it = min_element(v.begin, v,end())，返回最小值的迭代器
3、相对位置大小 auto b = distance(x, y)，x、y 是迭代器类型，返回 x、y 之间的距离，可以用来获取最大/小值的索引
六：vector扩容
注意：每次扩容新空间不能太大，也不能太小，太大容易造成空间浪费，太小则会导致频繁扩容而影响程序效率。
1.如何避免扩容导致效率低
- 1.如果要避免扩容而导致程序效率过低问题，其实非常简单：如果在插入之前，可以预估vector存储元素的个数，提前将底层容量开辟好即可。如果插入之前进行reserve，只要空间给足，则插入时不会扩容，如果没有reserve，则会边插入边扩容，效率极其低下。
- 2.以倍数的方式扩容比以等长个数的扩容方式效率高。
- vector在push_back以成倍增长可以在均摊后达到O(1)的事件复杂度，相对于增长指定大小的O(n)时间复杂度更好。
- 为了防止申请内存的浪费，现在使用较多的有2倍与1.5倍的增长方式，而1.5倍的增长方式可以更好的实现对内存的重复利用
总结
vector在项目或者刷题中有大量的运用，熟练掌握他们的用法是必不可少的一步， 在面试时vector的扩容问题也会经常被问到， 希望我们共同进步， 有错误还请在评论区指正！