std::inplace_vector

定义在头文件 `<inplace_vector>` 中
template< class T, std::size_t N > struct inplace_vector;		(自 C++26 起)

inplace_vector 是一种动态可调整大小的数组，具有连续的原地存储。类型为 T 的元素存储在对象本身中，并正确对齐。内部存储的容量在编译时固定，等于 N。

元素是连续存储的，这意味着元素不仅可以通过迭代器或随机访问 operator[] 访问，还可以使用指向元素的常规指针的偏移量访问。指向 inplace_vector 元素的指针可以传递给任何期望指向 C 数组元素的指针的函数。

inplace_vector 符合 Container、ReversibleContainer、ContiguousContainer 和 SequenceContainer 的模型，包括大多数可选的序列容器需求，除了未提供 push_front、emplace_front、pop_front 和 prepend_range 成员函数。

对于任何 N，std::inplace_vector<T, N>::iterator 和 std::inplace_vector<T, N>::const_iterator 满足 ConstexprIterator 需求。

如果 N > 0 并且 std::is_trivial_v<T> 为 false，则 inplace_vector 的成员函数不可用于常量表达式。

特化 std::inplace_vector<T, 0> 是一个 TrivialType 并且为空。

任何会导致在容量 N 之外插入的 std::inplace_vector<T, N> 的成员函数都会抛出 std::bad_alloc。

对 inplace_vector 的常见操作的复杂度如下

通过 operator[] 或 at() 随机访问元素 – 常数： $𝓞(1)$ .
在末尾插入或删除元素 – 常数： $𝓞(1)$ .
在末尾插入或删除元素 – 插入/删除元素的数量的线性关系： $𝓞(n)$ .
在开头或中间插入或删除元素 – 插入/删除元素的数量的线性关系，加上到向量末尾的距离： $𝓞(n)$ .

[编辑] 迭代器失效

std::inplace_vector 迭代器失效保证与 std::vector 不同

移动 inplace_vector 会使所有迭代器失效；
交换两个 inplace_vector 会使所有迭代器失效（在交换期间，迭代器将继续指向同一个数组元素，因此其值可能会改变）。

以下成员函数可能会使迭代器失效：operator=、assign、assign_range、clear、emplace、erase、insert、insert_range、pop_back、resize 和 swap。

以下成员函数可能会使 end 迭代器失效：append_range、emplace_back、push_back、try_append_range、try_emplace_back、try_push_back、unchecked_emplace_back 和 unchecked_push_back。

[编辑] 模板参数

T	-	元素类型。必须是 MoveConstructible 和 MoveAssignable。
N	-	容量，即 `inplace_vector` 中元素的最大数量（可能为 0）。

[编辑] 成员类型

成员类型	定义
`value_type`	`T`[编辑]
`size_type`	std::size_t[编辑]
`difference_type`	std::ptrdiff_t[编辑]
`引用`	value_type&[编辑]
`常量引用`	const value_type&[编辑]
`指针`	value_type*[编辑]
`常量指针`	const value_type*[编辑]
`迭代器`	实现定义的 LegacyRandomAccessIterator 和 `random_access_iterator` 到 `value_type`[编辑]
`常量迭代器`	实现定义的 LegacyRandomAccessIterator 和 `random_access_iterator` 到 const value_type[编辑]
`反向迭代器`	std::reverse_iterator<iterator>[编辑]
`常量反向迭代器`	std::reverse_iterator<const_iterator>[编辑]

[编辑] 成员函数

(构造函数)	构造 `inplace_vector` (公共成员函数) [编辑]
(析构函数)	析构 `inplace_vector` (公共成员函数) [编辑]
operator=	将值赋值给容器 (公共成员函数) [编辑]
assign	将值赋值给容器 (公共成员函数) [编辑]
assign_range	将一系列值赋值给容器 (公共成员函数) [编辑]
元素访问
at	访问指定元素，进行边界检查 (公共成员函数) [编辑]
operator[]	访问指定元素 (公共成员函数) [编辑]
front	访问第一个元素 (公共成员函数) [编辑]
back	访问最后一个元素 (公共成员函数) [编辑]
data	直接访问底层连续存储 (公共成员函数) [编辑]
迭代器
begincbegin	返回指向开始的迭代器 (公共成员函数) [编辑]
endcend	返回指向末尾的迭代器 (公共成员函数) [编辑]
rbegincrbegin	返回指向开始的反向迭代器 (公共成员函数) [编辑]
rendcrend	返回指向末尾的反向迭代器 (公共成员函数) [编辑]
大小和容量
empty	检查容器是否为空 (公共成员函数) [编辑]
size	返回元素数量 (公共成员函数) [编辑]
max_size [静态]	返回可能的最大元素数量 (公共静态成员函数) [编辑]
capacity [静态]	返回当前分配的存储中可以容纳的元素数量 (公共静态成员函数) [编辑]
resize	更改存储的元素数量 (公共成员函数) [编辑]
reserve [静态]	预留存储空间 (公共静态成员函数) [编辑]
shrink_to_fit [静态]	通过释放未使用的内存来减少内存使用量 (公共静态成员函数) [编辑]
修改器
insert	插入元素 (公共成员函数) [编辑]
insert_range	插入一系列元素 (公共成员函数) [编辑]
emplace	在原地构造元素 (公共成员函数) [编辑]
emplace_back	在末尾原地构造元素 (公共成员函数) [编辑]
try_emplace_back	尝试在末尾原地构造元素 (公共成员函数) [编辑]
unchecked_emplace_back	无条件地在末尾原地构造元素 (公共成员函数) [编辑]
push_back	在末尾添加元素 (公共成员函数) [编辑]
try_push_back	尝试在末尾添加元素 (公共成员函数) [编辑]
unchecked_push_back	无条件地在末尾添加元素 (公共成员函数) [编辑]
pop_back	删除最后一个元素 (公共成员函数) [编辑]
append_range	在末尾添加一系列元素 (公共成员函数) [编辑]
try_append_range	尝试在末尾添加一系列元素 (公共成员函数) [编辑]
clear	清除内容 (公共成员函数) [编辑]
erase	删除元素 (公共成员函数) [编辑]
swap	交换内容 (公共成员函数) [编辑]

[编辑] 非成员函数

std::swap(std::inplace_vector) (C++26)	专门化了 std::swap 算法 (函数模板) [编辑]
erase(std::inplace_vector)erase_if(std::inplace_vector) (C++26)	擦除所有满足特定条件的元素 (函数模板) [编辑]
operator==operator<=> (C++26)	按字典顺序比较两个 `inplace_vector` 的值 (函数模板) [编辑]

[编辑] 注释

inplace_vector 中的元素数量可以动态地变化，直到达到固定的容量，因为元素类似于 std::array 那样存储在对象本身内。但是，与 C 数组或 std::array 不同，对象是在插入到 inplace_vector 时初始化的，后者必须在实例化时构造所有元素。

inplace_vector 在不需要动态内存分配的环境中很有用。

功能测试宏	值	Std	功能
`__cpp_lib_inplace_vector`	202406L	(C++26)	`std::inplace_vector`：具有固定容量就地存储的动态可调整大小的向量

[编辑] 示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <array>
#include <cassert>
#include <inplace_vector>
 
int main()
{
    std::inplace_vector<int, 4> v1{0, 1, 2};
    assert(v1.max_size() == 4);
    assert(v1.capacity() == 4);
    assert(v1.size() == 3);
    assert(std::ranges::equal(v1, std::array{0, 1, 2}));
    assert(v1[0] == 0);
    assert(v1.at(0) == 0);
    assert(v1.front() == 0);
    assert(*v1.begin() == 0);
    assert(v1.back() == 2);
    v1.push_back(3);
    assert(v1.back() == 3);
    assert(std::ranges::equal(v1, std::array{0, 1, 2, 3}));
    v1.resize(3);
    assert(std::ranges::equal(v1, std::array{0, 1, 2}));
    assert(v1.try_push_back(3) != nullptr);
    assert(v1.back() == 3);
    assert(v1.size() == 4);
    assert(v1.try_push_back(13) == nullptr); // no place
    assert(v1.back() == 3);
    assert(v1.size() == 4);
    v1.clear();
    assert(v1.size() == 0);
    assert(v1.empty());
}

[编辑] 另请参见

向量	动态连续数组 (类模板) [编辑]
数组 (C++11)	固定大小的就地连续数组 (类模板) [编辑]
双端队列	双端队列 (类模板) [编辑]

[编辑] 外部链接

	`inplace_vector` — P0843R14 (`std::inplace_vector`) 的参考实现。
	`static_vector` — Boost.Container 以其自身保证的方式实现了就地向量作为独立类型。
	`fixed_vector` — EASTL 通过额外的模板参数实现了就地向量。
	`small_vector` — Folly 也通过额外的模板参数实现了就地向量。
	`stack_alloc` — Howard Hinnant 的自定义分配器，它在 std::vector 之上模拟 `std::inplace_vector`。

编译器支持
独立和宿主
语言
标准库
标准库头文件
命名需求
功能测试宏 (C++20)
语言支持库
概念库 (C++20)
元编程库 (C++11)
诊断库
通用实用程序库
字符串库
容器库
迭代器库
范围库 (C++20)
算法库
数值库
本地化库
输入/输出库
文件系统库 (C++17)
正则表达式库 (C++11)
并发支持库 (C++11)
执行支持库 (C++26)
技术规范
符号索引
外部库

序列
数组 (C++11)
向量
vector<bool>
inplace_vector (C++26)
双端队列
正向列表 (C++11)
列表
关联
集合
多重集合
映射
多重映射
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