C++学习第十九课：STL动态数组std::vector的使用解析

std::vector是C++标准模板库（STL）中的一个动态数组容器。它是一个序列容器，可以存储任意类型的元素，并允许在两个元素之间进行高效的插入和删除操作。std::vector是C++程序员使用最频繁的容器之一，它提供了对数组的动态管理，同时保持了数组的随机访问特性。

1. std::vector概述

std::vector是一个可以自动调整大小的动态数组。

示例代码

#include <vector>std::vector<int> vec; // 创建一个int类型的vector

2. 初始化std::vector

std::vector可以通过多种方式初始化，包括直接初始化、拷贝初始化和赋值初始化。

示例代码

std::vector<int> vec = {1, 2, 3}; // 直接初始化
std::vector<int> vec2(vec.begin(), vec.end()); // 拷贝初始化
vec2 = vec; // 赋值初始化

3. 访问和修改元素

std::vector提供随机访问能力，允许通过下标操作符访问和修改元素。

示例代码

int firstElement = vec[0]; // 访问第一个元素
vec[1] = 20; // 修改第二个元素

4. std::vector的大小和容量

std::vector提供了查询其大小和容量的方法。

示例代码

size_t size = vec.size(); // 获取元素数量
size_t capacity = vec.capacity(); // 获取分配的内存大小

5. 向std::vector添加元素

std::vector提供了多种方法来添加元素，包括push_back、insert和emplace_back等。

示例代码

vec.push_back(4); // 在末尾添加一个元素
vec.insert(vec.begin() + 1, 10); // 在位置1插入一个元素
vec.emplace_back(5); // 在末尾构造一个元素

6. 从std::vector移除元素

std::vector提供了pop_back、erase和clear等方法来移除元素。

示例代码

vec.pop_back(); // 删除最后一个元素
vec.erase(vec.begin() + 1); // 删除位置1的元素
vec.clear(); // 删除所有元素

7. std::vector的迭代器

std::vector使用迭代器来遍历容器中的元素。

示例代码

for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";
}

8. std::vector的内存管理

std::vector自动管理内存，但了解其内存分配策略对于编写高效的程序很重要。

9. std::vector与数组和C风格字符串

std::vector与传统数组和C风格字符串的转换。

示例代码

int* array = new int[vec.size()];
std::copy(vec.begin(), vec.end(), array); // 复制vector到数组

结语

通过本课的学习，你全面了解了STL中的std::vector类，包括其初始化、元素访问、大小和容量管理、添加和移除元素、迭代器使用、内存管理、性能考量、异常安全性、特化和偏特化、实际应用、线程安全性以及未来发展。

std::vector是C++中处理动态数组的强大工具，它极大地简化了动态数组管理的复杂性。掌握std::vector的使用对于编写高效、安全、可维护的C++程序至关重要。