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前言?关于vector?默认成员函数==构造函数（constructor）====析构函数（destructor）====赋值运算符重载（operator=）== ?迭代器接口==begin和end====rbegin和rend====cbegin，cend，crbegin和crend== ?元素获取==operator[ ]重载，at访问，front获取首元素，back获取尾元素== ?容量接口==size====capacity====reserve====resize====empty== ?vector对象增删查改==push_back====pop_back====insert====erase====clear== 结语
前言
本篇博客主要内容：STL库中vector的介绍以及vector用法的讲解。
在string部分，我们讲了很大篇幅的内容，一部分原因是因为初次接触STL，当你理解一个时，就会发现其他的内容都是相通的；另一原因就是，string所提供的接口确实太多。
本篇将要介绍和讲解的vector，算是string学习的奖励内容，它的本质是我们所实现的动态顺序表。动态顺序表的内容可以参考我之前写的初阶数据结构：初阶数据结构-顺序表和链表（C语言）
在C++中，一般不用数组，而使用vector。
?关于vector
vector是表示可变大小数组的序列容器。
就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。
本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小。
vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。
与其它动态序列容器相比（deque, list and forward_list）， vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起list和forward_list统一的迭代器和引用更好。
?默认成员函数
学vector，首先需要知道它都有什么构造，以及有什么样的赋值运算符重载。
构造函数（constructor）
构造一个vector对象，可以使用以下四种方式对构造的对象初始化。
default (1)
explicit vector (const allocator_type& alloc = allocator_type());这是std::vector的默认构造函数。其创建了一个不含任何元素的空vector对象。可选参数alloc是一个分配器对象，用于指定内存分配模型（往后会展开，这里不用过于考究，大多数时候使用默认值即可）。
其中explicit关键字阻止了隐式类型转换。
fill (2)
explicit vector (size_type n, const value_type& val = value_type(), const allocator_type& alloc = allocator_type());构造一个含有n个val值的vector容器。
alloc一般使用缺省值。
explicit防止参数进行隐式类型转换。
range (3)
template <class InputIterator> vector (InputIterator first, InputIterator last, const allocator_type& alloc = allocator_type());按迭代器区间[first,last)内容顺序构造vector对象。
alloc参数一般使用缺省值。
copy (4)
vector (const vector& x);构造一个和x对象的拷贝。
允许隐式类型转换。
代码案例：
#include<iostream>#include<vector>using namespace std;int main(){// 默认构造vector<int> v1;// 填充构造vector<int> v2(10, 4);for (int i = 0; i < v2.size(); i++) {cout << v2[i] << " ";v2[i] = i;}cout << endl;// 迭代器区间构造vector<int> v3(v2.begin(), v2.begin() + 5);for (int i = 0; i < v3.size(); i++)cout << v3[i] << " ";cout << endl;// 拷贝构造vector<int> v4(v3);for (int i = 0; i < v4.size(); i++)cout << v4[i] << " ";cout << endl;// 隐式类型转换vector<double> v5({ 1.2,1.4,1.5,5.5 });for (int i = 0; i < v5.size(); i++)cout << v5[i] << " ";cout << endl;return 0;}
析构函数（destructor）
在vector对象声明周期结束时自动调用，释放内存空间。
赋值运算符重载（operator=）
vector& operator= (const vector& x);这里的operator=赋值重载的和string类似，是一个深拷贝。
同样支持隐式类型转换。
?迭代器接口
和string迭代器的使用方式类似。可以通过迭代器接口获取vector对象的迭代器。
可以将迭代器想象成一个指针，指向容器中的元素。
上图中，vec是一个vector对象。
begin和end
iterator begin();const_iterator begin() const;iterator end();const_iterator end() const;两个接口函数用于获取正向迭代器。
begin用于获取指向首元素正向迭代器，end用于获取指向尾元素下一位正向迭代器。
代码案例：
#include<iostream>#include<vector>using namespace std;int main(){vector<int> vec({ 1,2,3,4,5,6,7 });vector<int>::iterator it = vec.begin();while (it != vec.end()) {cout << *it << " ";++it;}cout << endl;return 0;}
rbegin和rend
reverse_iterator rbegin();const_reverse_iterator rbegin() const;reverse_iterator rend();const_reverse_iterator rend() const;两个接口函数用于获取反向迭代器。
begin用于获取指向尾元素反向迭代器，end用于获取指向首元素上一位反向迭代器。
代码案例：
#include<iostream>#include<vector>using namespace std;int main(){vector<int> vec({ 1,2,3,4,5,6,7 });vector<int>::reverse_iterator rit = vec.rbegin();while (rit != vec.rend()) {cout << *rit << " ";++rit;}cout << endl;return 0;}
cbegin，cend，crbegin和crend
这四个是C++11的新增语法，为了支持const类型的vector对象而重载进来的。和非const类型的迭代器接口的本质区别是，通过它们获取的迭代器只能读取元素内容，不能改动。
string中也提到过，这里不多赘述。
?元素获取
vector对象的元素同时支持以下几种元素获取方式
operator[ ]重载，at访问，front获取首元素，back获取尾元素
operator[]和at获取元素的区别：当下标越界时，使用operator[]获取报错；at获取抛异常。
代码案例：
#include<iostream>#include<vector>using namespace std;int main(){vector<int> vec({ 1,2,3,4 });for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {cout << vec[i] << " ";cout << vec.at(i) << " ";}cout << endl;cout << vec.front() << " ";cout << vec.back() << endl;return 0;}
?容量接口
通过这些接口可以获取当前对象容量信息。
size
size_type size() const;返回vector中的元素个数。
这个vector对象返回的元素个数size并不一定等于capacity。
代码案例：
#include <iostream>#include <vector>using namespace std;int main(){vector<int> myints;cout << "0. size: " << myints.size() << '\n';for (int i = 0; i < 10; i++) myints.push_back(i);cout << "1. size: " << myints.size() << '\n';myints.insert(myints.end(), 10, 100);cout << "2. size: " << myints.size() << '\n';myints.pop_back();cout << "3. size: " << myints.size() << '\n';return 0;}
capacity
size_type capacity() const;获取vector对象的容量大小。当你对vector对象执行元素插入，空间不够时，会自动改变capacity并扩容。
代码案例：
// 比较size和capacity#include <iostream>#include <vector>using namespace std;int main(){vector<int> myvector;// set some content in the vector:for (int i = 0; i < 100; i++) myvector.push_back(i);cout << "size: " << (int)myvector.size() << '\n';cout << "capacity: " << (int)myvector.capacity() << '\n';return 0;}
有关size和capacity的大小问题，不同编译器的实现不同，运行上面代码过程中产生的结果也可能不同。
但任何情况下，size都是小于等于capacity的。
reserve
void reserve (size_type n);reserve可以用来改变vector对象的容量capacity。
但不会影响size以及当前对象已有元素。
代码案例：
#include<iostream>#include<vector>using namespace std;int main(){vector<int> v({ 1,2,3,4 });cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;cout << endl;v.reserve(30);cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;return 0;}
resize
void resize (size_type n, value_type val = value_type());resize可以用来改变vector的size。
当n小于size时，将内容减少到其前n个元素，删除超出它们的元素。
当n大于size时，对于vector对象中已经存在的元素不做改动，对于尚未定义的元素空间用val填充。
当n大于capacity时，则会重新分配内存空间（扩容）。
代码案例：
#include<iostream>#include<vector>using namespace std;int main(){vector<int> v({ 1,2,3,4 });cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;cout << endl;v.resize(15, -1);cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;for (int i = 0; i < v.size(); i++) {cout << v[i] << " ";}cout << endl;return 0;}
reserve负责开辟空间，当知道需要多少空间时，可以帮助缓解vector增容的代价。
resize在开辟空间时会初始化，同时影响size。
reserve和resize都不会进行缩容，如果有缩容需要，可以使用shrink_to_fit();。
empty
判断vector对象是否为空，为空返回1，非空返回0。简单说：判断size是否为0。
?vector对象增删查改
push_back
尾插一个元素，capacity不够时自动扩容。
pop_back
尾删一个元素。
代码案例：
#include<vector>using namespace std;int main(){vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);for (int i = 0; i < v.size(); i++) {cout << v[i] << " ";}cout << endl;cout << v[v.size() - 1] << " ";v.pop_back();cout << v[v.size() - 1] << " ";v.pop_back();cout << v[v.size() - 1] << " ";cout << endl;cout << v.size() << endl;return 0;}
insert
insert用于在指定位置插入元素。
此方法有三个重载形式：
single element (1)
iterator insert (iterator position, const value_type& val);将元素val插入到迭代器position指向的元素之前。
如果position指向end();迭代器，则将元素添尾插。
同时，此函数存在一个返回值，指向新插入的元素。
fill (2)
void insert (iterator position, size_type n, const value_type& val);此方法在position指向元素之前插入n个val元素。
无返回值
range (3)
template <class InputIterator> void insert (iterator position, InputIterator first, InputIterator last);此方法将位于[first,last)区间的元素按顺序插入到position指向的元素之前。
无返回值。
代码案例：
#include<iostream>#include<vector>using namespace std;int main(){vector<int> v({ 1,2,3,4 });vector<int>::iterator it = v.begin() + 1;// (1)it = v.insert(it, 100);for (auto e : v) cout << e << " ";cout << endl;// (2)v.insert(it, 3, 0);for (auto e : v) cout << e << " ";cout << endl;// (3)v.insert(v.end(), v.begin() + 1, v.begin() + 4);for (auto e : v) cout << e << " ";cout << endl;return 0;}
erase
可以删除一个迭代器指向的元素，也可以删除一个迭代器区间内的元素。
iterator erase (iterator position);iterator erase (iterator first, iterator last);这两个函数都存在一个返回值，返回被删除部分的下一个元素（如果没有下一个元素，则为end()）的迭代器。
代码案例：
#include<iostream>#include<vector>using namespace std;int main(){vector<int> v({ 1,2,3,4 });vector<int>::iterator it = v.begin() + 1;cout << *it << " ";it = v.erase(it);cout << *it << endl;it = v.erase(it, v.end());if (it == v.end())cout << "it == v.end()" << endl;return 0;}
clear
删除vector对象中的所有元素，同时将size置零。
代码案例：
#include<iostream>#include<vector>using namespace std;int main(){vector<int> v({ 1,2,3,4 });cout << v.size() << endl;for (auto e : v)cout << e << " ";cout << endl;v.clear();cout << v.size() << endl;for (auto e : v)cout << e << " ";cout << endl;return 0;}
结语
vector相比string来说接口少了很多，也有很多逻辑相同之处，所以有些内容就没有细讲。使用oj刷题时，常常会用到vector，所以熟练掌握vector接口是非常必要。更详细的内容大家也可以参考STL文档，后期还有一些比较重要的非成员函数重载，都会纳入我们的讲解范围。
本篇博客的内容到这里就结束了，博主后续还会继续分享STL相关的内容，感谢大家的支持！♥