【C/C++】C++ Vector容器核心操作指南：增删改查全面解析
🔗 运行环境：C/C++
🚩 撰写作者：左手の明天
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💗今天分享【C/C++】——vector的增删改查操作💗
📆 最近更新：2025 年 02 月 15 日，左手の明天的第 350 篇原创博客
📚 更新于专栏：C/C++入门与进阶
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一、Vector容器概述
Vector是C++标准模板库（STL）中最常用的序列式容器，本质上是一个动态数组。与静态数组相比，vector具有以下核心优势：
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动态扩容：自动管理内存空间，容量随元素增加自动扩展
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类型安全：强类型约束保证数据一致性
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丰富接口：提供超过30种成员函数方便操作
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迭代器支持：兼容STL算法和泛型编程
二、基础操作快速入门
1. 包含头文件
首先，确保你的代码中包含了vector的头文件：
#include <vector>2. 容器创建与初始化
// 创建空vector
vector<int> v1;
// 指定初始容量
vector<string> v2(10);
// 初始化列表（C++11）
vector<char> vowels {'a', 'e', 'i', 'o', 'u'};
// 拷贝构造
vector<float> v3(v2);还可以使用不同的方式来初始化vector：
std::vector<int> vec1; // 默认初始化，创建一个空的vector
std::vector<int> vec2(10); // 创建一个包含10个默认值（0）的vector
std::vector<int> vec3(10, 1); // 创建一个包含10个值1的vector
std::vector<int> vec4 = {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用初始化列表初始化vector3. 元素访问操作
vector<double> prices {19.99, 9.99, 15.49};
// 下标访问（不检查越界）
cout << prices[0]; // 19.99
// at()方法（边界检查）
cout << prices.at(1); // 9.99
// 首尾元素访问
cout << prices.front(); // 19.99
cout << prices.back(); // 15.49三、核心操作深度解析
1. 元素添加操作
vector<int> nums;
// 尾部追加
nums.push_back(10); // [10]
// 批量插入
nums.insert(nums.end(), {20, 30}); // [10,20,30]
// 指定位置插入
auto it = nums.begin() + 1;
nums.insert(it, 15); // [10,15,20,30]
// 高效构造（C++11）
nums.emplace_back(40); // 避免临时对象拷贝2. 元素删除操作
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删除末尾元素：使用
pop_back()方法。 -
删除指定位置的元素：可以使用
erase()方法。
vec1.pop_back(); // 删除vec1的最后一个元素
vec1.erase(vec1.begin() + 2); // 删除vec1中索引为2的元素（注意索引从0开始）
vector<string> names {"Alice", "Bob", "Charlie"};
// 移除末尾元素
names.pop_back(); // 移除"Charlie"
// 删除指定位置
names.erase(names.begin()); // 删除"Alice"
// 范围删除
names.erase(names.begin()+1, names.end());
// 清空容器
names.clear();3. 数据修改操作
直接通过索引访问并修改元素：
vec1[2] = 20; // 将vec1中索引为2的元素修改为20
vector<int> data {1,2,3,4};
// 直接修改元素
data[1] = 20; // [1,20,3,4]
// 使用迭代器修改
auto it = data.begin() + 2;
*it = 30; // [1,20,30,4]
// 范围替换
vector<int> newData {5,6,7};
data.swap(newData); // data现在为[5,6,7]4. 数据查询操作
（1）通过索引访问元素：
int value = vec1[2]; // 获取vec1中索引为2的元素的值
（2）使用find()方法，注意find()返回的是一个迭代器：
vector<string> colors {"red", "green", "blue"};
// 遍历查询
for(const auto& color : colors) {
if(color == "green") {
cout << "Found green";
}
}
// 使用find算法
auto pos = find(colors.begin(), colors.end(), "blue");
if(pos != colors.end()) {
cout << "Index: " << pos - colors.begin();
}5. 获取大小和容量
-
大小：已存储的元素数量。
-
容量：在不重新分配内存的情况下，容器能保存的元素的最大数量。
std::cout << "Size: " << vec1.size() << std::endl; // 输出vec1的大小（已存储的元素数量）
std::cout << "Capacity: " << vec1.capacity() << std::endl; // 输出vec1的容量（最大存储能力）四、性能优化与最佳实践
1. 容量管理
vector<int> vec;
vec.reserve(1000); // 预分配空间，避免多次扩容2. 高效插入
// 批量插入比单次插入更高效
vector<int> source {1,2,3};
vec.insert(vec.end(), source.begin(), source.end());3. 删除优化
// 高效移除特定元素（删除所有奇数）
vec.erase(remove_if(vec.begin(), vec.end(),
[](int x){return x%2 !=0;}),
vec.end());五、典型应用场景
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动态数据集处理（实时数据流）
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需要随机访问的集合操作
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替代传统数组的现代化方案
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算法实现中的临时容器
六、注意事项
1. 迭代器失效问题
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插入操作可能导致所有迭代器失效
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删除操作会使被删元素之后的迭代器失效
2. 复杂度分析
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随机访问：O(1)
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尾部操作：O(1)
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中间插入/删除：O(n)
3. 容器选择建议
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频繁头部操作：考虑deque
deque的定义和特性
deque（双端队列）是C++标准模板库（STL）中的一种数据结构，允许在两端进行插入和删除操作。deque是基于动态数组实现的，与vector类似，但deque在两端操作上有更好的性能。其特点包括：
- 高效的两端操作：deque可以在头部和尾部以O(1)的时间复杂度进行插入和删除操作。
- 非连续存储：与vector不同，deque的元素不一定在内存中连续存储，这使得在序列中间插入或删除元素时更加高效。
与其他数据结构的比较
- 与vector的比较：虽然deque和vector都使用动态数组实现，但deque允许在两端高效地进行插入和删除操作，而vector只能在尾部高效地进行这些操作。此外，deque的元素不一定连续存储，这使其在序列中间操作时更灵活。
- 与list的比较：list是一个双向链表，支持在任意位置的快速插入和删除操作，但其随机访问效率较低。deque在频繁的头部操作上比list更优，但在遍历效率上不如list。
使用场景
deque常用于需要频繁在头部和尾部进行操作的场景，如实现栈和队列的底层结构。由于其高效的头部和尾部操作特性，deque在需要快速入栈和出栈的操作中表现优异。
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大量插入删除：考虑list
七、进阶技巧
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内存分配策略：capacity()和size()的差异
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移动语义优化（C++11）
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自定义分配器使用
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多维vector应用
vector<vector<int>> matrix(5, vector<int>(5)); // 5x5矩阵总结
Vector作为C++中最核心的容器之一，其灵活性和易用性使其成为开发者的首选容器。通过合理使用增删改查接口，结合性能优化技巧，可以充分发挥vector的优势。建议在实际开发中根据具体需求选择合适的容器，对于需要频繁在中间位置进行插入删除操作的场景，可考虑改用list或deque等其他容器。