1. vector 特点

vector 是一个模板类，提供了动态数组的通用功能，具有如下特点：

• 在数组末尾添加元素所需的时间是固定的，即在末尾插入元素的所需时间不随数组大小而异，在末尾删除元素也如此；
• 在数组中间添加或删除元素所需的时间与该元素后面的元素个数成正比；
• 存储的元素数是动态的，而 vector 类负责管理内存；

要使用 std::vector 类，需要包含下面的头文件：

#include <vector>

2. 实例化 vector

要实例化 vector ，需要指定要在该动态数组中存储的对象类型：

std::vector<int> i;
std::vector<float> f;

要声明指向 list 中元素的迭代器，可以这样做：

std::vector<int>::const_iterator elementInVec;

如果需要可用于修改值或调用非 const 函数的迭代器，可使用 iterator 代替 const_iterator 。

下面代码演示了几种实例化 vector 的方式：

#include <vector>
#include <iostream>

using namespace std;

void print(vector<int> vectorName)
{
    
    for(size_t i=0; i<vectorName.size(); i++)
    {
    
        cout << vectorName[i] << endl;
    }
}

int main ()
{
    
    vector<int> a;  // 1. 默认构造函数实例化
    cout << "a.size() is " << a.size() << endl;

    vector<int> b {
    1,2,3};  // 2. 使用 c++ 11 列表初始化
    cout << "b.size() is " << b.size() << endl;
    print(b);

    vector<int> c (5);  // 3. 初始化 vector 为 5 个元素
    cout << "c.size() is " << c.size() << endl;
    print(c);

    vector<int> d (3, 10);  // 4. 初始化 vector 为 3 个元素，每个元素为 10
    cout << "c.size() is " << c.size() << endl;
    print(d);

    vector<int> e (d);  // 5. 将 vector d 初始化为 e 的值
    cout << "e.size() is " << e.size() << endl;
    print(e);

    // 6. 初始化 f 为 5 个元素，并且是 vector d 的前 5 个元素
    vector<int> f (d.cbegin(), d.cbegin()+5);
    cout << "f.size() is " << f.size() << endl;
    print(f);

    return 0;
}

上述代码演示了如何为整型具体化 vector 类，即实例化一个存储整型数据的 vector 。该 vector 名为 a，它使用了默认构造函数，如第 16 行所示。在不知道容器最小需要多大，即不知道要存储多少个整数时，默认构造函数很有用。

3. 使用 push_back( )在末尾插入元素

在 vector 中插入元素时，元素将插入到数组末尾，这是使用成员函数 push_back() 完成的：

std::vector <int> a; 	// 声明一个 int 型的 vector
// 插入数据
a.push_back(50);
a.push_back(1);

完整示例：

int main ()
{
    
    std::vector<int> a;  // 声明 vector a
    std::cout << "a.size() is " << a.size() << std::endl; // a.size() is 0

    a.push_back(10);
    a.push_back(5);
    a.push_back(1);
    std::cout << "a.size() is " << a.size() << std::endl; // a.size() is 3

    return 0;
}

4. 列表初始化

C++11 通过 std::initialize_list<> 支持列表初始化，让您能够像处理静态数组那样，在实例化 vector 的同时初始化其元素。与大多数容器一样， std::vector 也支持列表初始化，让您能够在实例化 vector 的同时指定其元素：

std::vector<int> a = {
    50, 1, 987, 1001};
// 或者
std::vector<int> a {
    50, 1, 987, 1001};

5. 使用 insert( )在指定位置插入元素

push_back() 在 vector 末尾插入元素。如果要在中间插入元素，可以使用 insert 。有以下几种插入方式：

1. 插入指定的位置

vector<int> a;
a.insert(a.begin(), 25);
a.insert(a.begin()+2, 25);

2. 指定插入位置、要插入的元素数以及这些元素的值（都相同）

a.insert (a.end(), 2, 45);	// 插入两个元素均为 45 的值

3. 将另一个 vector 的内容插入到指定位置：

vector <int> b (2, 30);
a.insert (a.begin() + 1, b.begin (), b.end ());

虽然函数 vector::insert() 用途广泛，但给 vector 添加元素时，应首选 push_back() 。这是因为将元素插入 vector 时， insert() 可能是效率最低的（插入位置不是末尾时），因为在开头或中间插入元素时，将导致 vector 类将后面的所有元素后移（为要插入的元素腾出空间）。

根据容器中包含的对象类型，这种移动操作可能需要调用复制构造函数或赋值运算符，因此开销可能很大。在上述例子中， vector 包含的是 int 对象，移动开销不是很大。但在其他情况下，情况可能并非如此。

注意：如果需要频繁地在容器中间插入元素，应选择 std::list 。

6. 使用数组语法访问 vector 中的元素

可使用下列方法访问 vector 的元素：

• 使用下标运算符 [] 以数组语法方式访问；

std::vector<int> tenElements (10);
// 可使用类似于数组的语法访问并设置各个元素：
tenElements[3] = 2011; 

for (size_t index = 0; index < integers.size(); ++index)
{
    
    cout << "Element[" << index << "] = " ;
    cout << integers[index] << endl;
}

• 使用成员函数 at() ；

// 获取索引为 2 的元素
cout << integers.at(2);

cout << integers.at(index);

at() 函数在运行阶段检查容器的大小，如果索引超出边界（无论如何都不能这样做），将引发异常。

• 使用迭代器；

vector <int>::const_iterator element = integers.cbegin ();

7. 使用指针语法访问 vector 中的元素

vector <int> a (10);
vector <int>::const_iterator element = a.cbegin();
while (element != a.end ())
{
    
    size_t index = distance (a.cbegin(), element);

    cout << "Element at position ";
    cout << index << " is: " << *element << endl;

    // move to the next element
    ++ element;
}

std::distance 来计算元素的偏移量（相对于开头的位置），这是根据 cbegin() 和指向元素的迭代器计算得到的。

8. 删除 vector 中的元素

除支持使用 push_back() 函数在末尾插入元素外， vector 还支持使用 pop_back() 函数将末尾的元素删除。使用 pop_back() 将元素从 vector 中删除所需的时间是固定的，即不随 vector 存储的元素个数而异。

vector <int> a (10);
a.pop_back(); // 删除最后一个元素

9. 大小与容量的区别

vector 的大小指的是实际存储的元素数，而 vector 的容量指的是在重新分配内存以存储更多元素前 vector 能够存储的元素数。因此， vector 的大小小于或等于容量。

• 要查询 vector 当前存储的元素数，可调用 size() ：

cout << "Size: " << integers.size ();

• 要查询 vector 的容量，可调用 capacity() ：

cout << "Capacity: " << integers.capacity () << endl;

10. 清空 vector 元素

要清空 vector 和 deque 等 STL 容器，即删除其包含的所有元素，可使用函数 clear() 。

integers.clear();

vector 和 deque 还包含成员函数 empty() ，这个函数在容器为空时返回 true ，而不像 clear() 那样删除既有的元素。

intDeque.clear();
if (intDeque.empty())
{
    
	cout << "The container is now empty" << endl;
}