vector有哪些函数(vector函数列表)
作者：路由通
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发布时间：2025-05-02 13:58:51
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在C++标准模板库（STL）中，std::vector作为动态数组容器，其功能丰富性与灵活性使其成为最常使用的容器之一。它不仅支持随机访问和高效尾部操作，还通过多种成员函数满足不同场景的需求。从构造与初始化、元素访问、内存管理到高级操作，v
在C++标准模板库（STL）中，std::vector作为动态数组容器，其功能丰富性与灵活性使其成为最常使用的容器之一。它不仅支持随机访问和高效尾部操作，还通过多种成员函数满足不同场景的需求。从构造与初始化、元素访问、内存管理到高级操作，vector的函数体系覆盖了容器生命周期的各个环节。本文将从八个维度深入剖析vector的核心函数，并通过对比表格揭示其设计逻辑与使用差异，帮助开发者精准选择适配的功能。
一、构造与初始化函数
vector的构造函数支持多种初始化方式，适应不同场景需求：
| 函数类型 | 功能描述 | 典型参数 | 特点 |
|---|---|---|---|
| 默认构造 | 创建空容器 | 无 | 初始size=0, capacity=0 |
| 填充构造 | 按指定数量填充元素 | n, value | 调用拷贝构造n次 |
| 迭代器构造 | 通过迭代器范围初始化 | [first, last) | 支持任意容器迭代器 |
| 拷贝构造 | 复制现有容器 | 另一个vector | 深拷贝元素与容量 |
示例：使用填充构造创建包含5个元素值为10的vector：
std::vectorvec(5, 10);
二、元素访问函数
vector提供两种核心访问方式，各有适用场景：
| 函数 | 功能 | 异常安全性 | 用途 |
|---|---|---|---|
| operator[] | 下标访问 | 不检查越界 | 高性能随机访问 |
| at() | 安全访问 | 抛出out_of_range | 边界校验场景 |
| front()/back() | 首尾元素 | 安全访问 | 队列式操作 |
注意：operator[]在调试模式下建议替换为at()，避免未定义行为。
三、修改器函数
vector通过修改器实现元素增删改操作，核心函数对比如下：
| 函数 | 功能 | 参数 | 性能特征 |
|---|---|---|---|
| push_back() | 尾部追加 | 元素值 | 均摊常数时间 |
| emplace_back() | 原地构造 | 构造参数 | 减少临时对象 |
| insert() | 任意位置插入 | 迭代器+元素 | 线性时间复杂度 |
| pop_back() | 删除尾部元素 | 无 | O(1)时间复杂度 |
最佳实践：优先使用emplace_back构造复杂对象，避免冗余拷贝。
四、迭代器相关函数
迭代器是访问vector的核心工具，关键函数包括：
- begin()/end()：获取正向迭代器范围
- rbegin()/rend()：获取逆向迭代器范围
- cbegin()/cend()：获取常量迭代器
- data()：获取底层数组指针
特性对比：data()返回的指针与&vec[0]等价，但更适用于C API交互。
五、容量管理函数
vector的内存分配策略通过以下函数暴露控制接口：
| 函数 | 功能 | 影响 | 典型调用时机 |
|---|---|---|---|
| capacity() | 当前容量查询 | 无变化 | 预判扩容需求 |
| reserve() | 预分配容量 | 可能增加capacity | 批量插入前 |
| resize() | 调整尺寸 | 可能改变size/capacity | 精确控制元素数量 |
| shrink_to_fit() | 收缩至当前尺寸 | 减少capacity | 释放多余内存 |
性能提示：频繁调用reserve可减少重分配次数，提升性能。
六、元素操作函数
对已存储元素的批量操作函数对比：
| 函数 | 功能 | 参数 | 时间复杂度 |
|---|---|---|---|
| assign() | 重新赋值 | 迭代器范围/n+value | O(n) |
| swap() | 交换容器内容 | 另一个vector | O(1) |
| clear() | 清空元素 | 无 | O(n)（调用析构） |
使用建议：clear()后容量保留，需配合shrink_to_fit释放内存。
七、非成员函数支持
STL算法与非成员函数扩展了vector的功能：
- std::swap(vec1, vec2)：全局交换两容器内容
- 关系运算符：支持==, !=, <, <=等比较操作
- std::move(vec)：生成右值引用进行移动语义
注意：关系运算符要求元素类型支持对应比较操作。
辅助性功能函数提供容器状态查询与资源管理：
| 函数 |
|---|
