【C/C++】C++中使用vector存储并遍历数据
🔗 运行环境：C/C++
🚩 撰写作者：左手の明天
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📆 最近更新：2025 年 01 月 23 日，左手の明天的第 349 篇原创博客
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在C++中，容器是用于存储和管理一组数据对象的类模板。C++标准模板库（STL）提供了几种主要的容器类型，每种容器都有其特定的用途和特性。
（1）容器及简要描述
以下是C++中一些主要的容器及其简要描述：
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顺序容器
vector：一个动态数组，可以随机访问元素，且在尾部添加或删除元素效率较高。deque（双端队列）：一个双端动态数组，支持在头部和尾部添加或删除元素。list：一个双向链表，支持在任何位置快速插入和删除元素，但不支持随机访问。forward_list：一个单向链表，比list更轻量级，但只支持单向遍历。array：一个固定大小的数组，大小在编译时确定，不支持动态改变大小。
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关联容器
set：一个集合，存储唯一且有序的元素，底层通常实现为红黑树。multiset：与set类似，但允许存储重复元素。map：一个键值对容器，其中每个键都是唯一的，且按键排序，底层通常也实现为红黑树。multimap：与map类似，但允许键重复。
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无序关联容器（基于哈希表）：
unordered_set：一个集合，存储唯一元素，但不保证元素顺序，底层实现为哈希表。unordered_multiset：与unordered_set类似，但允许存储重复元素。unordered_map：一个键值对容器，键唯一，但不保证键的顺序，底层实现为哈希表。unordered_multimap：与unordered_map类似，但允许键重复。
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容器适配器：
stack：一个后进先出（LIFO）的容器适配器，通常基于deque或vector实现。queue：一个先进先出（FIFO）的容器适配器，通常基于deque实现。priority_queue：一个优先队列，元素根据优先级排序，通常基于vector并使用堆排序算法实现。
每种容器都有其特定的接口和成员函数，用于管理其存储的数据。选择哪种容器取决于具体的应用场景和需求，比如数据的访问模式、插入和删除操作的频率、是否需要有序存储等。
在使用C++容器时，了解它们的性能特征和底层实现对于编写高效代码至关重要。例如，vector在添加元素时可能需要重新分配内存和复制数据，而list在插入和删除元素时则不需要移动其他元素，但访问元素的速度较慢。因此，在选择容器时，需要根据具体的应用场景进行权衡。
（2）使用 vector 存储和遍历数据的基本步骤
在C++中，vector 是一个非常灵活的容器，它能够存储任何类型的对象，并且能够动态地增长和缩小。下面是如何使用 vector 存储和遍历数据的基本步骤：
1. 包含头文件
首先，需要包含 <vector> 头文件来使用 vector。
#include <vector>2. 创建 vector
可以创建一个 vector 来存储特定类型的元素。例如，创建一个存储整数的 vector：
std::vector<int> numbers;3. 向 vector 中添加元素
可以使用 push_back() 方法向 vector 中添加元素。
numbers.push_back(10);
numbers.push_back(20);
numbers.push_back(30);4. 遍历 vector
有几种方法可以遍历 vector 中的元素：
方法1：使用范围for循环（C++11及以后）
for (int number : numbers) {
std::cout << number << " ";
}
std::cout << std::endl;方法2：使用迭代器
for (std::vector<int>::iterator it = numbers.begin(); it != numbers.end(); ++it) {
std::cout << *it << " ";
}
std::cout << std::endl;方法3：使用下标访问（不推荐在循环中使用，除非你知道索引）
for (size_t i = 0; i < numbers.size(); ++i) {
std::cout << numbers[i] << " ";
}
std::cout << std::endl;方法4：使用 auto 关键字（C++11及以后）简化迭代器写法
for (auto it = numbers.begin(); it != numbers.end(); ++it) {
std::cout << *it << " ";
}
std::cout << std::endl;5. 使用标准库算法（可选）
也可以使用标准库中的算法，如 std::for_each，来遍历 vector。
#include <algorithm> // 包含算法头文件
#include <iostream> // 包含输入输出流头文件
std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), [](int n) { std::cout << n << " "; });
std::cout << std::endl;这些是使用 vector 存储和遍历数据的基本方法。
（3）简单实例
在C++中，std::vector 是一个动态数组，能够根据需要自动调整其大小，非常适合用于存储和管理数据。以下是一个简单的示例，展示了如何使用 std::vector 存储和遍历数据。
示例代码
#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
// 创建一个整数类型的vector
std::vector<int> numbers;
// 向vector中添加数据
numbers.push_back(10);
numbers.push_back(20);
numbers.push_back(30);
numbers.push_back(40);
numbers.push_back(50);
// 使用范围for循环遍历vector并输出数据
std::cout << "Using range-based for loop:" << std::endl;
for (int number : numbers) {
std::cout << number << " ";
}
std::cout << std::endl;
// 使用传统的索引for循环遍历vector并输出数据
std::cout << "Using traditional for loop:" << std::endl;
for (size_t i = 0; i < numbers.size(); ++i) {
std::cout << numbers[i] << " ";
}
std::cout << std::endl;
// 使用迭代器遍历vector并输出数据
std::cout << "Using iterator:" << std::endl;
for (std::vector<int>::iterator it = numbers.begin(); it != numbers.end(); ++it) {
std::cout << *it << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
解释
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包含头文件：
#include <iostream>用于输入输出流。#include <vector>用于使用std::vector容器。
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创建vector：
std::vector<int> numbers;创建一个整数类型的vector。
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添加数据：
numbers.push_back(10);向vector末尾添加数据。
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范围for循环遍历：
for (int number : numbers)使用范围for循环，简洁地遍历vector中的每一个元素。
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传统索引for循环遍历：
for (size_t i = 0; i < numbers.size(); ++i)使用传统的索引for循环，通过下标访问vector中的元素。
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迭代器遍历：
for (std::vector<int>::iterator it = numbers.begin(); it != numbers.end(); ++it)使用迭代器遍历vector，这种方式在需要对vector进行修改时非常有用。
注意事项
std::vector会自动管理内存，当添加新元素时，它会自动调整大小。- 使用
push_back方法可以在vector末尾添加元素。 - 访问
vector元素时要注意不要越界，可以使用size()方法获取vector的大小。 - 使用迭代器时，可以通过
begin()和end()方法获取迭代器的起始和结束位置。
通过以上方法，可以方便地使用 std::vector 存储和遍历数据。