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向量

阅读939

更新时间2025-08-05

数据结构

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C++ 向量

C++ 中的向量 (vector) 是一种可动态调整大小的数组。

向量和数组都是用于存储相同数据类型元素的数据结构。

数组与向量的区别在于：数组的大小不可修改（无法增删元素），而向量可以根据需要自动扩容或缩容。

使用向量需要包含头文件：

// 引入 vector 库
#include

创建 Vector

使用 vector 关键字创建向量，在尖括号 <> 内指定存储的数据类型，然后命名向量，语法为：

vector vectorName

实例

// 创建一个存储字符串的向量，命名为 cars
vector cars;

若要在声明时初始化元素，可以使用大括号 {} 包裹逗号分隔的列表（与数组类似）：

实例

// 创建并初始化一个存储字符串的向量
vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};

// 打印 vector 元素
for (string car : cars) {
  cout << car << "\n";
}

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注意：向量的类型（如本例中的 string）在声明后不可更改。

访问 Vector 元素

通过方括号 [] 内指定索引号来访问元素。

与数组类似，向量的索引从 0 开始，即 [0] 是第一个元素，[1] 是第二个，依此类推：

实例

// 创建一个存储字符串的向量，命名为 cars
vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};

// 获取第一个元素
cout << cars[0];  // 输出 Volvo

// 获取第二个元素
cout << cars[1];  // 输出 BMW

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vector 库的优势在于提供了许多实用函数。例如，可以用 .front() 和 .back() 分别访问首尾元素：

实例

// 创建一个存储字符串的向量，命名为 cars
vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};

// 获取第一个元素
cout << cars.front();  // 输出 Volvo

// 获取最后一个元素 
cout << cars.back();   // 输出 Tesla

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要访问指定索引处的元素，可以使用 .at() 函数并指定索引号：

实例

// 创建一个名为 cars 的向量，用于存储字符串
vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};

// 获取第二个元素
cout << cars.at(1);

// 获取第三个元素
cout << cars.at(2);

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注意：通常更推荐使用 .at() 函数而非方括号 []，因为当元素超出范围时，.at() 函数会抛出错误信息：

实例

// 创建一个名为 cars 的向量，用于存储字符串
vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};

// 尝试访问不存在的元素（将抛出异常）
cout << cars.at(6);

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修改向量元素

要更改特定元素的值，可以引用其索引号：

实例

vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};

// 更改第一个元素的值
cars[0] = "Opel";

cout << cars[0];  // 现在输出 Opel 而非 Volvo

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然而，使用 .at() 函数更为安全：

实例

vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};

// 更改第一个元素的值
cars.at(0) = "Opel";

cout << cars.at(0);  // 现在输出 Opel 而非 Volvo

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添加向量元素

向量和数组的最大区别在于，向量可以动态增长。这意味着可以向向量中添加或删除元素。

要向向量中添加元素，可以使用 .push_back() 函数，该函数会在向量的末尾添加一个元素：

实例

vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};
cars.push_back("Audi");

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可以添加任意数量的元素：

实例

vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};
cars.push_back("Audi");
cars.push_back("VW");
cars.push_back("BYD");
cars.push_back("Mini");

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删除向量元素

要从向量中删除元素，可以使用 .pop_back() 函数，该函数会从向量的末尾删除一个元素：

实例

vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};
cars.pop_back();

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向量大小

要了解向量中有多少个元素，可以使用 .size() 函数：

实例

vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};
cout << cars.size();  // 输出 4

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检查向量是否为空

还有一个函数可以用来判断向量是否为空。

.empty() 函数在向量为空时返回 1（true），在向量包含一个或多个元素时返回 0（false）：

实例

vector cars;
cout << cars.empty();  // 输出 1（向量为空）

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实例

vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};
cout << cars.empty();  // 输出 0（向量不为空）

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遍历向量

可以使用 for 循环结合 .size() 函数来遍历向量元素：

实例

vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};

for (int i = 0; i < cars.size(); i++) {
  cout << cars[i] << "\n";
}

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也可以使用 C++ 11（2011 年）引入的 for-each 循环，这种方式更简洁、更易读：

实例

vector cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Tesla"};

for (string car : cars) {
  cout << car << "\n";
}

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提示：还可以使用迭代器来遍历向量，这将在后续章节中详细介绍。

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