C++高性能并行编程与优化 - 课件 - 13 C++ STL 容器全解之 vector

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摘要

文档详细阐述了C++ STL中vector容器的功能和实现细节。vector是一个长度可变的数组，其数据存储在堆上，是一个模板类，声明时需要指定元素类型。(vector<int> a; 是声明一个int类型元素的动态数组。)文档还讨论了vector的resize操作，当目标长度大于当前容量时，会重新分配更大的连续内存，并将原数组部分移动过去，多余部分用0填充，这会导致data指针和迭代器失效。另外，文档重点介绍了迭代器的概念及其运算符重载实现，amburg说道：迭代器是STL中容器和算法之间的桥梁，通过运算符重载（如++、*等）模仿指针行为，方便使用。前置自增（++p）和后置自增（p++）在返回值上有细微差别，前者返回自增后值，后者返回自增前值。侯捷老师建议尽可能多用前置自增以提高效率。

AI总结

## C++ STL 容器全解之 vector 总结

C++ 标准库中 vector 容器类似于长度可变的数组，存储于堆内存中，支持动态扩容。以下是 vector 容器的核心特点和相关知识：

1. **Vector 容器特性**：
- **模板类**：声明时需指定元素类型，如 `vector a;`。
- **动态数组**：元素存储在堆上，长度可变。
- **生命周期管理**：全局变量的生命周期由 C++ 编译器管理，会在进入 `main` 函数前构造，在 `main` 返回后解构。

2. **容器 resize 操作**：
- 当 `resize` 目标长度超过当前容量时，需重新分配更大连续内存，旧数据迁移，新位置用 0 填充。
- 重新分配导致元素地址变动，旧迭代器及 `data` 指针失效。

3. **迭代器（Iterator）**：
- 作为 STL 容器与算法的桥梁，模仿指针行为通过运算符重载实现。
- 迭代器的 `++` 运算符有两种形式：前置 `++p` 和后置 `p++`。
- **前置自增**：返回自增后值，高效，支持链式操作。
- **后置自增**：返回旧值，执行后指针递增，效率较低。
- 推荐使用前置自增以提高效率。

4. **C++ 标准库五大件**：
- **容器（Container）**：如 `vector`, `list` 等。
- **迭代器（Iterator）**：实现指针行为，适配不同容器。
- **算法（Algorithm）**：标准功能实现，如排序、搜索。
- **仿函数（Functor）**：重载 `()` 运算符的类，用于算法定制。
- **分配器（Allocator）**：内存管理接口，定制内存策略。

了解上述内容，有助于高效使用 vector 容器及其相关迭代器，合理管理内存，避免性能问题。