C++ vector 最全入门指南：新手轻松掌握

作为C++开发者，std::vector 是你必须掌握的神器！它就像会自动变大的魔法数组，无论存储游戏角色数据、处理传感器信息还是管理用户输入，都是最佳选择。本文用最易懂的方式，带你20分钟玩转vector！

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一、快速入门：创建你的第一个vector

1.1 基础创建方式

#include 

// 方式1：创建空vector（最常用）
std::vector scores;  

// 方式2：创建含初始值的vector（类似数组初始化）
std::vector names {"Alice", "Bob", "Charlie"}; 

// 方式3：创建10个元素的vector（默认初始化为0）
std::vector temperatures(10); 

// 方式4：创建5个值为100的vector（适合初始化默认值）
std::vector healthPoints(5, 100); 

1.2 新手常见误区

• ❌ vector v(5); 和 vector v{5}; 的区别
• 前者创建5个0，后者创建1个5
• ✅ 优先使用 {} 初始化（避免歧义）

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二、核心操作：增删查改

2.1 添加元素（重点掌握）

// 尾部添加元素（最常用）
scores.push_back(90);     // 拷贝方式添加（适合基本类型）
names.emplace_back("Tom"); // 直接构造（推荐用于对象）

// 中间插入元素（慎用，效率较低）
scores.insert(scores.begin() + 1, 85); // 在第二个位置插入85

2.2 删除元素

scores.pop_back();        // 删除最后一个元素（O(1)时间）

// 删除第二个元素（效率较低）
scores.erase(scores.begin() + 1); 

// 清空所有元素（保留内存）
scores.clear();           

2.3 访问元素（安全第一）

// 最常用方式
std::cout << names[0];      // 不检查越界（类似数组）
std::cout << names.at(2);   // 会检查越界（推荐新手使用）

// 获取首尾元素（不用记索引）
std::cout << scores.front(); // 等价scores[0]
std::cout << scores.back();  // 等价scores[size-1]

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三、实用技巧：遍历与容量

3.1 遍历vector（三种方式）

// 方式1：传统for循环（可控制索引）
for(int i=0; i

3.2 容量管理（性能关键）

std::cout << "当前元素个数：" << scores.size();
std::cout << "最大容量：" << scores.capacity();

// 提前预留空间（避免反复扩容）
scores.reserve(1000);  // 预分配1000个元素的内存

// 调整元素数量（多出的默认初始化）
scores.resize(20);     // 小于当前size会截断

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四、避坑指南：常见问题解答

Q1：vector会自己释放内存吗？

• 会，但实际内存由vector对象生命周期控制
• 立即释放技巧：

  std::vector().swap(scores); // 与空vector交换
  // 或 C++11+
  scores.shrink_to_fit(); 
  

Q2：vector可以作为函数参数吗？

• 可以！三种常用方式：

  void Print1(const std::vector& v); // 只读引用（推荐）
  void Print2(std::vector v);        // 值拷贝（耗资源）
  void Modify(std::vector& v);       // 可修改引用
  

Q3：存储自定义对象？

• 需要对象支持拷贝构造

  class Player {
  public:
      Player(std::string name) : name_(name) {}
  private:
      std::string name_;
  };
  
  std::vector players;
  players.emplace_back("Hero"); // 直接构造对象
  

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五、性能优化（进阶技巧）

5.1 预分配内存

// 坏例子：每次扩容都要复制元素
std::vector bad_vec;
for(int i=0; i<10000; ++i) {
    bad_vec.push_back(i); // 多次扩容！
}

// 好例子：一次性预分配
std::vector good_vec;
good_vec.reserve(10000);  // 预先申请内存
for(int i=0; i<10000; ++i) {
    good_vec.push_back(i); // 无需扩容
}

5.2 移动语义（C++11+）

std::vector getData() {
    std::vector temp {"a", "b", "c"};
    return temp; // 自动转为移动语义（不复制数据）
}

// 调用方高效获取
std::vector data = getData(); 

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六、总结：一张图看懂vector

1. 添加元素

方法/操作	时间复杂度	特性说明
push_back(val)	均摊 O(1)	尾部插入元素，可能触发扩容
emplace_back(args...)	均摊 O(1)	直接构造元素，避免拷贝（推荐优先使用）
insert(pos, val)	O(n)	在迭代器位置插入元素（可能使迭代器失效）
emplace(pos, args...)	O(n)	在指定位置直接构造元素

2. 删除元素

方法/操作	时间复杂度	特性说明
pop_back()	O(1)	删除最后一个元素
erase(pos)	O(n)	删除指定位置元素
erase(begin, end)	O(n)	删除区间元素
clear()	O(n)	清空容器（不释放内存）

 

3. 元素访问

访问方式	特性说明
operator[]	无边界检查（O(1)）
at(index)	带边界检查（越界抛出异常）
front()/back()	访问首/尾元素
data()	获取底层数组指针（C++11+）

三、容量管理

方法/属性	功能描述
size()	当前元素数量
capacity()	当前分配的内存容量
empty()	判断容器是否为空
reserve(n)	预分配内存（避免多次扩容）
resize(n)	调整元素数量（新增元素默认初始化）
resize(n, val)	调整元素数量并用 val 初始化新元素