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std::vector 是 C++ 标准库中的一个动态数组容器，它提供了多种成员函数来管理其内部存储的元素。以下是一些常用的 std::vector 成员函数的介绍：
构造函数和析构函数
vector(): 默认构造函数。vector(size_type n): 构造一个包含n个元素的向量，每个元素都进行值初始化。vector(size_type n, const value_type& val): 构造一个包含n个元素的向量，每个元素都被初始化为val。vector(const vector& other): 复制构造函数。vector(vector&& other): 移动构造函数。~vector(): 析构函数。
容量相关函数
size(): 返回向量中元素的数量。capacity(): 返回当前分配的存储空间能够容纳的元素数量。empty(): 检查向量是否为空。reserve(size_type n): 为向量分配至少能够容纳n个元素的空间。shrink_to_fit(): 释放不需要的内存以匹配当前大小。
元素访问
operator[]: 返回指定位置元素的引用。at(size_type n): 返回指定位置元素的引用，并提供边界检查。front(): 返回第一个元素的引用。back(): 返回最后一个元素的引用。
修改器
assign(size_type n, const value_type& val): 将向量中的所有元素替换为n个val。push_back(const value_type& val): 在向量的末尾添加一个元素。pop_back(): 删除向量末尾的元素。insert(const_iterator pos, const value_type& val): 在指定位置插入一个元素。erase(const_iterator pos): 删除指定位置的元素。erase(const_iterator first, const_iterator last): 删除指定范围内的元素。clear(): 清空向量的所有元素。swap(vector& other): 交换两个向量的数据。
迭代器
begin(): 返回指向向量第一个元素的迭代器。end(): 返回指向向量最后一个元素之后位置的迭代器。rbegin(): 返回指向向量最后一个元素的逆向迭代器。rend(): 返回指向向量第一个元素之前位置的逆向迭代器。
非成员函数
std::swap(vector& a, vector& b): 交换两个向量的数据（非成员函数）。operator==,operator!=,operator<,operator<=,operator>,operator>=: 比较两个向量的内容。
这些函数提供了对 std::vector 的基本操作，使得 std::vector 成为 C++ 中非常灵活和强大的容器之一。使用这些函数时，应该注意它们可能带来的性能影响，尤其是在涉及大量元素的操作时。
尤其成员函数 swap
在 C++ 中，std::vector 提供了一个成员函数 swap，它可以用来交换两个 std::vector 容器的内容。这个函数是非常高效的，因为它在大多数情况下不需要实际复制元素，而是交换两个向量的内部数据结构，从而在常数时间内完成操作。
以下是 std::vector 的 swap 函数的原型：
void swap(vector& other);
这里是如何使用 swap 函数的一个例子：
#include <vector>
#include <iostream>int main() {std::vector<int> vec1 = {1, 2, 3, 4, 5};std::vector<int> vec2 = {10, 20, 30, 40, 50};// 交换 vec1 和 vec2 的内容vec1.swap(vec2);// 输出交换后的向量内容std::cout << "vec1: ";for (int num : vec1) {std::cout << num << ' ';}std::cout << "\nvec2: ";for (int num : vec2) {std::cout << num << ' ';}return 0;
}
在上面的例子中，vec1 和 vec2 的内容在调用 swap 后被交换。输出将会是：
vec1: 10 20 30 40 50
vec2: 1 2 3 4 5
swap 函数的几个应用场景包括：
-
快速“清除”向量：通过将向量与一个空的临时向量交换，可以快速“清除”向量的内容，而不需要逐个删除元素。
std::vector<int>().swap(vec);这行代码将
vec的内容交换到一个临时的空向量中，从而清空vec。 -
减少不必要的内存分配：如果你知道一个
std::vector将要存储更多的元素，并且你想要避免因为元素增加而导致的多次内存分配，可以先创建一个足够大的临时向量，然后与原向量交换。std::vector<int> largeVec(size); vec.swap(largeVec); -
在函数中返回大量数据：为了避免大量数据的复制，可以使用
swap来返回一个局部向量。std::vector<int> getLargeData() {std::vector<int> localVec = /* ... 初始化 ... */;// ...return localVec; // 使用移动语义来避免复制 } // 调用函数时 std::vector<int> data = getLargeData();
在 C++11 及以后的版本中，返回局部对象时，编译器会自动应用移动语义，从而避免复制。在这种情况下，即使不显式使用 swap，也能获得高效的性能。