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std::vector

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std::vector
成员类型
成员函数
非成员函数
(until C++20)(until C++20)(until C++20)(until C++20)(until C++20)
推导指引(C++17)
 
定义于头文件 <vector>
template<

    class T,
    class Allocator = std::allocator<T>

> class vector;
 (1)
namespace pmr {

    template< class T >
    using vector = std::vector<T, std::pmr::polymorphic_allocator<T>>;

}
 (2) (since C++17)
1) std::vector 是封装动态大小数组的序列容器。
2) std::pmr::vector 是使用多态分配器的别名模板。

元素被连续存储，这意味着不仅可以通过迭代器访问元素，还可以使用到元素常规指针的偏移量来访问。这意味着可以将指向 vector 元素的指针传递给任何期望指向数组元素的指针的函数。

vector 的存储是自动处理的，根据需要扩展。Vectors 通常比静态数组占用更多空间，因为分配了更多内存来处理未来的增长。这样，vector 不需要每次插入元素时都重新分配，而仅在额外内存耗尽时才重新分配。可以使用 capacity() 函数查询已分配内存的总量。可以通过调用 shrink_to_fit()[1] 将额外的内存返回给系统。

重新分配通常是性能方面代价高昂的操作。reserve() 函数可用于消除重新分配（如果预先知道元素数量）。

vector 上常见操作的复杂度（效率）如下

  • 随机访问 - 常数 𝓞(1)。
  • 在末尾插入或删除元素 - 分期常数 𝓞(1)。
  • 插入或删除元素 - 与到 vector 末尾的距离呈线性关系 𝓞(n)。

std::vector（对于 T 不是 bool 的情况）满足 Container、AllocatorAwareContainer(自 C++11 起)、 SequenceContainer、ContiguousContainer(自 C++17 起) 和 ReversibleContainer 的要求。

std::vector 的所有成员函数都是 constexpr：可以在常量表达式的求值中创建和使用 std::vector 对象。

但是，std::vector 对象通常不能是 constexpr，因为任何动态分配的存储都必须在相同的常量表达式求值中释放。

 (自 C++20 起)
  1. ↑ 在 libstdc++ 中，shrink_to_fit() 在 C++98 模式下 不可用。

目录

[编辑] 模板参数

T - 元素的类型。
T 必须满足 CopyAssignable 和 CopyConstructible 的要求。 (直到 C++11)
对元素的要求取决于对容器执行的实际操作。通常，要求元素类型是完整类型并满足 Erasable 的要求，但是许多成员函数施加了更严格的要求。 (自 C++11 起)
(直到 C++17)

对元素的要求取决于对容器执行的实际操作。通常，要求元素类型满足 Erasable 的要求，但是许多成员函数施加了更严格的要求。如果分配器满足分配器完整性要求，则可以使用不完整的元素类型实例化此容器（但不是其成员）。

特性测试 宏 值 Std 特性
__cpp_lib_incomplete_container_elements 201505L (C++17) 最小不完整类型支持
 (since C++17)

[编辑]

Allocator - 用于获取/释放内存并在该内存中构造/销毁元素的分配器。类型必须满足 Allocator 的要求。行为未定义(直到 C++20)程序是非良构的(自 C++20 起)如果 Allocator::value_type 与 T 不同。[编辑]

[编辑] 特化

标准库为 std::vector 提供了 bool 类型的特化，这可能是为了空间效率而优化的。

 空间高效的动态位集
(类模板特化) [编辑]

[编辑] 迭代器失效

操作 失效
所有只读操作 从不。
swap, std::swap end()
clear, operator=, assign 总是。
reserve, shrink_to_fit 如果 vector 容量发生变化，则全部失效。 否则，都不失效。
erase 被删除的元素和之后的所有元素（包括 end()）。
push_back, emplace_back 如果 vector 容量发生变化，则全部失效。 否则，只有 end() 失效。
insert, emplace 如果 vector 容量发生变化，则全部失效。
否则，只有插入点处或之后的迭代器（包括 end()）失效。
resize 如果 vector 容量发生变化，则全部失效。 否则，只有 end() 和任何被删除的元素失效。
pop_back 被删除的元素和 end() 失效。

[编辑] 成员类型

成员类型 定义
value_type T[编辑]
allocator_type Allocator[编辑]
size_type 无符号整数类型（通常为 std::size_t）[编辑]
difference_type 有符号整数类型（通常为 std::ptrdiff_t）[编辑]
reference value_type&[编辑]
const_reference const value_type&[编辑]
pointer

Allocator::pointer

(直到 C++11)

std::allocator_traits<Allocator>::pointer

(自 C++11 起)
[编辑]
const_pointer

Allocator::const_pointer

(直到 C++11)

std::allocator_traits<Allocator>::const_pointer

(自 C++11 起)
[编辑]
iterator

到 value_type 的 LegacyRandomAccessIterator 和 LegacyContiguousIterator

 (直到 C++20)

到 value_type 的 LegacyRandomAccessIterator, contiguous_iterator 和 ConstexprIterator

 (自 C++20 起)
[编辑]
const_iterator

到 const value_type 的 LegacyRandomAccessIterator 和 LegacyContiguousIterator

 (直到 C++20)

到 const value_type 的 LegacyRandomAccessIterator, contiguous_iterator 和 ConstexprIterator

 (自 C++20 起)
[编辑]
reverse_iterator std::reverse_iterator<iterator>[编辑]
const_reverse_iterator std::reverse_iterator<const_iterator>[编辑]

[编辑] 成员函数

 构造 vector
(公有成员函数) [编辑]
 析构 vector
(公有成员函数) [编辑]
 为容器赋值
(公有成员函数) [编辑]
 为容器赋值
(公有成员函数) [编辑]
(C++23)
 为容器赋值一个范围的值
(公有成员函数) [编辑]
 返回关联的分配器
(公有成员函数) [编辑]
元素访问
 访问指定元素，带边界检查
(公有成员函数) [编辑]
 访问指定元素
(公有成员函数) [编辑]
 访问第一个元素
(公有成员函数) [编辑]
 访问最后一个元素
(公有成员函数) [编辑]
 直接访问底层连续存储
(公有成员函数) [编辑]
迭代器
(C++11)
 返回指向开始的迭代器
(公有成员函数) [编辑]
(C++11)
 返回指向末尾的迭代器
(公有成员函数) [编辑]
(C++11)
 返回指向开始的反向迭代器
(公有成员函数) [编辑]
(C++11)
 返回指向末尾的反向迭代器
(公有成员函数) [编辑]
容量
 检查容器是否为空
(公有成员函数) [编辑]
 返回元素数量
(公有成员函数) [编辑]
 返回最大可能元素数量
(公有成员函数) [编辑]
 预留存储空间
(公有成员函数) [编辑]
 返回当前已分配存储空间中可以容纳的元素数量
(公有成员函数) [编辑]
(DR*)
 通过释放未使用的内存来减少内存使用
(公有成员函数) [编辑]
修改器
 清除内容
(公有成员函数) [编辑]
 插入元素
(公有成员函数) [编辑]
(C++23)
 插入一个范围的元素
(公有成员函数) [编辑]
(C++11)
 就地构造元素
(公有成员函数) [编辑]
 erases elements
(公有成员函数) [编辑]
 在末尾添加一个元素
(公有成员函数) [编辑]
(C++11)
 在末尾就地构造一个元素
(公有成员函数) [编辑]
(C++23)
 在末尾添加一个范围的元素
(公有成员函数) [编辑]
 removes the last element
(公有成员函数) [编辑]
 changes the number of elements stored
(公有成员函数) [编辑]
 交换内容
（公共成员函数） [编辑]

[编辑] 非成员函数

（在 C++20 中移除）（在 C++20 中移除）（在 C++20 中移除）（在 C++20 中移除）（在 C++20 中移除）（C++20）
 按字典序比较两个 vector 的值
（函数模板） [编辑]
 特化 std::swap 算法
（函数模板） [编辑]
(C++20)
 擦除所有满足特定标准的元素
（函数模板） [编辑]

推导指引

 (since C++17)

[编辑] 注释

特性测试 宏 值 Std 特性
__cpp_lib_containers_ranges 202202L (C++23) 容器的范围构造和插入

[编辑] 示例

运行此代码
#include <iostream>
#include <vector>
 
int main()
{
    // Create a vector containing integers
    std::vector<int> v = {8, 4, 5, 9};
 
    // Add two more integers to vector
    v.push_back(6);
    v.push_back(9);
 
    // Overwrite element at position 2
    v[2] = -1;
 
    // Print out the vector
    for (int n : v)
        std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';
}

输出

8 4 -1 9 6 9

[编辑] 缺陷报告

以下行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

DR 应用于 已发布行为 正确行为
LWG 69 C++98 vector 元素存储的连续性不是必需的 必需的
LWG 230 C++98 T 不是必需为 CopyConstructible
（类型为 T 的元素可能无法构造）		 T 也需要是
为 CopyConstructible
LWG 464 C++98 访问空 vector 的底层存储会导致 UB 提供 data 函数

[编辑] 参见

(C++26)
 可调整大小、固定容量、原地连续数组
（类模板） [编辑]
(C++11)
 固定大小原地连续数组
（类模板） [编辑]
 双端队列
（类模板） [编辑]
取自“https://cppreference.cn/mwiki/index.php?title=cpp/container/vector&oldid=180897”