C++ vector 是动态数组容器，底层连续存储，支持随机访问与自动扩容。其四大类核心接口：定义初始化（构造函数）、遍历（下标、迭代器、范围 for）、空间管理（size、capacity、reserve、resize）及增删查改（push_back、pop_back、insert、erase）。通过内置类型、自定义类型、string 及二维数组示例展示用法，结合只出现一次的数字和杨辉三角算法题演示实战技巧，帮助读者掌握 vector 的高效应用与避坑要点。
vector 本质是动态大小的数组，底层通过连续内存存储元素，支持：
在 C++ STL 容器中，vector 是最常用、最灵活的动态数组容器，既能像普通数组一样高效访问元素，又能自动扩容适配数据量变化。无论是日常开发还是算法刷题，vector 都是使用非常高频的工具。本文将从'能用'到'会用'，系统讲解 vector 的核心接口、使用技巧与避坑要点。
学习 vector 前掌握 string 相关功能会有帮助。重点掌握'定义、迭代器、空间管理、增删查改'四大类核心接口，即可覆盖 90% 以上场景。
vector 提供了 4 种常用构造方式，可根据不同场景选择：
| 构造函数声明 | 接口说明 | 代码示例 |
|---|---|---|
| vector()（重点） | 无参构造，创建空 vector | vector<int> v;（空容器，size=0，capacity=0） |
| vector(size_type n, val) | 构造并初始化 n 个 val | vector<int> v(5, 3);（含 5 个 3，size=5，capacity=5） |
| vector(const vector& x)（重点） | 拷贝构造，复制另一个 vector | vector<int> v2(v1);（v2 是 v1 的副本） |
| vector(iterator first, iterator last) | 迭代器初始化，复制区间元素 | vector<int> v(a, a+5);（复制数组 a[0]~a[4]） |
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
void test_vector1() {
vector<int> v1; // 空 vector -> size = 0，capacity = 0
vector<int> v2(5, 1); // 含 5 个 1，size = 5，capacity = 5
vector<int> v3(v2); // 拷贝构造，v3 是 v2 的副本
vector<int> v4(++v2.begin(), --v2.end()); // 迭代器初始化 -> 复制 v2 除去首尾的区间元素
}
int main() {
test_vector1();
return 0;
}
在 vector 中同样适用以下三种遍历方法：
void test_vector1() {
vector<int> v2(5, 1);
for (size_t i = 0; i < v2.size(); i++) {
cout << v2[i] << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
test_vector1();
return 0;
}
迭代器是访问容器元素的通用接口，vector 的迭代器本质是'封装的指针'，支持遍历、取值、移动等操作。
核心迭代器接口如下：
| 迭代器接口 | 接口说明 | 代码示例（遍历 vector） |
|---|---|---|
| begin() | 获取第一个元素的迭代器 | auto it = v.begin();（指向 v[0]） |
| end() | 获取最后一个元素下一位的迭代器 | while (it != v.end()) { ... } |
| rbegin() | 获取最后一个元素的反向迭代器 | auto rit = v.rbegin();（指向 v[size-1]） |
| rend() | 获取第一个元素前一位的反向迭代器 | while (rit != v.rend()) { ... } |
void test_vector1() {
vector<int> v2(5, 1);
vector<int> v3(v2);
vector<int>::iterator it = v3.begin();
while (it != v3.end()) {
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
}
int main() {
test_vector1();
return 0;
}
void test_vector1() {
vector<int> v2(5, 1);
vector<int> v4(++v2.begin(), --v2.end());
for (auto e : v4) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
test_vector1();
return 0;
}
vector 的'空间'分为 size（有效元素个数）和 capacity（最大可容纳元素个数），理解两者区别是避免扩容开销的关键。
核心空间接口：
| 空间接口 | 接口说明 | 代码示例 |
|---|---|---|
| size() | 获取有效元素个数 | cout << v.size(); |
| capacity() | 获取容量大小 | cout << v.capacity(); |
| empty() | 判断是否为空（size==0） | if (v.empty()) { ... } |
| reserve(n)（重点） | 扩容到 n（仅开辟空间，不初始化） | v.reserve(100); |
| resize(n, val)（重点） | 调整 size 到 n（缺省用 0 填充） | v.resize(5, 2); |
关键：vector 扩容策略
vector 扩容时会分配新内存、迁移旧元素、释放旧内存，这个过程耗时较高。不同编译器扩容倍数不同：
reserve 只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve 可以缓解 vector 增容的代价缺陷问题。 resize 在开空间的同时还会进行初始化，影响 size。
string 和 vector 有一个非常大的区别就在于 reserve：vector 不会缩容，而 string 在 g++ 环境下可能会缩容到不小于 size 的空间大小。
避坑建议：若已知元素个数，提前用 reserve(n) 扩容，避免边插入边扩容的效率损耗。
void test_vector2() {
vector<int> v1(10, 1);
cout << v1.size() << endl;
cout << v1.capacity() << endl;
v1.reserve(20);
cout << v1.size() << endl;
cout << v1.capacity() << endl;
v1.reserve(15);
cout << v1.size() << endl;
cout << v1.capacity() << endl;
v1.reserve(5);
cout << v1.size() << endl;
cout << v1.capacity() << endl;
}
int main() {
test_vector2();
return 0;
}
void test_vector2() {
vector<int> v2(10, 1);
for (auto e : v2) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
v2.resize(15, 2);
for (auto e : v2) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
v2.resize(5);
for (auto e : v2) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
test_vector2();
return 0;
}
vector 的增删查改接口设计简洁，重点关注'尾插/尾删'的高效性和'中间插入/删除'的注意事项。
| 增删查改接口 | 接口说明 | 代码示例 | 时间复杂度 |
|---|---|---|---|
| push_back(val)（重点） | 尾插元素 val | v.push_back(5); | O(1)（无扩容时）/ O(n)（需扩容时） |
| pop_back()（重点） | 尾删最后一个元素 | v.pop_back(); | O(1)（仅修改 size，不释放空间） |
| insert(pos, val) | 在 pos 迭代器前插入 val | v.insert(v.begin()+2, 6); | O(n)（需移动 pos 后元素） |
| erase(pos) | 删除 pos 迭代器指向的元素 | v.erase(v.begin()+1); | O(n)（需移动 pos 后元素） |
void test_vector3() {
vector<int> v1(5, 1);
// print(v1); // 假设已定义 print 函数
v1.push_back(2);
// print(v1);
v1.insert(v1.begin(), 3); // insert 只有迭代器的使用，头插的位置就是 v1.begin()
// print(v1);
v1.insert(v1.begin() + 3, 4);
// print(v1);
cout << endl;
v1.erase(v1.begin() + 5);
// print(v1);
}
int main() {
test_vector3();
return 0;
}
class AA {
public:
AA(int a1 = 0, int a2 = 0) :_a1(a1), _a2(a2) {}
int _a1 = 1;
int _a2 = 1;
};
void test_vector3() {
AA aa1;
vector<AA> vAA1 = { aa1, {0, 0}, {1, 1}, {2, 2} };
vector<AA>::iterator it1 = vAA1.begin();
while (it1 != vAA1.end()) {
cout << it1->_a1 << "-" << it1->_a2 << " ";
it1++;
}
cout << endl;
vAA1.push_back({ 3, 3 });
AA aa2(4, 4);
vAA1.push_back(aa2);
vAA1.insert(vAA1.begin() + 1, aa2);
vector<AA>::iterator it2 = vAA1.begin();
while (it2 != vAA1.end()) {
cout << it2->_a1 << "-" << it2->_a2 << " ";
it2++;
}
}
int main {
();
;
}
#include<string>
void test_vector3() {
vector<string> vs1;
string s1("xxxxx");
vs1.push_back(s1);
vs1.push_back("yyyyy");
// 括号里面是类型是 const char*，这里其实是走了隐式类型转换
// 将 const char* 隐式类型转换成了 string
/*for (auto e : vs1) { cout << e << " "; }*/
for (const auto& e : vs1) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
test_vector3();
return 0;
}
#include<string>
void test_vector3() {
// vector 里面存 vector<int> 类型数据（二维数组）
// 3*5 的二维数组：
vector<int> v(5, 1);
vector<vector<int>> vv(10, v); // 修正：原代码 v1 未定义，此处改为 v
vv[2][1] = 2;
// operator[] 下标打印
for (size_t i = 0; i < vv.size(); i++) {
for (size_t j = 0; j < v.size(); j++) {
cout << vv[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
cout << endl;
}
int main() {
test_vector3();
return 0;
}
第一次 [ ] 访问到的结果是 vector，第二次 [ ] 访问到的结果是 int。两个 [ ] 调用是两个不同的类，之所以上面代码没有写是因为编译器自动将 vector 的模板实例化出了 T 为 int 和 vector 两个不同的类。
题目链接：
C++ 算法代码：
class Solution {
public:
int singleNumber(vector<int>& nums) {
int val = 0;
for(auto e : nums) {
val ^= e;
}
return val; // 当不能额外开空间时可以往位运算符想
// 两个相同的数字异或为 0，则可以用 0 来对数组每个数挨个进行异或
// 出现两次的都会被消掉，最后得到的值就是只出现一次的数字
}
};
题目链接：
C++ 算法代码：
class Solution {
public:
vector<vector<int>> generate(int numRows) {
// 逻辑就是不规则的二维数组
// 创建 vector<int> 写法：
// vector<vector<int>> vv;
// for(int i = 1; i <= numRows; i++)
// {
// vector<int> v(i, 1);
// vv.push_back(v);
// }
// 无创建 vector<int> 写法：
vector<vector<int>> vv(numRows);
for(int i = 0; i < numRows; i++) {
vv[i].resize(i + 1, 0); // 对第 i 行的数组 size 进行修改
vv[i].front() = vv[i].back() = 1; // 每行首尾置为 1
}
for(int j = 0; j < numRows - 2; j++) {
for(int k = 0; k <= j; k++) {
vv[j + 2][k + 1] = vv[j + 1][k] + vv[j + 1][k + 1];
}
}
return vv;
}
};
结束语
到此，vector 的常见相关接口的学习就讲解完了。由于前面 string 学习的铺垫，vector 学起来就变得比较轻松了。后续将对 vector 进行模拟实现，也是对 vector 的接口用底层代码进行更深入的理解并加以日常使用。
C++ 参考文档：
微信公众号「极客日志」，在微信中扫描左侧二维码关注。展示文案：极客日志 zeeklog
使用加密算法（如AES、TripleDES、Rabbit或RC4）加密和解密文本明文。 在线工具，加密/解密文本在线工具，online
将字符串编码和解码为其 Base64 格式表示形式即可。 在线工具，Base64 字符串编码/解码在线工具，online
将字符串、文件或图像转换为其 Base64 表示形式。 在线工具，Base64 文件转换器在线工具，online
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