C++STL中vector的介绍与使用

在C++ STL中，vector 是一个非常重要的容器，它提供了动态数组的功能。以下是 vector 头文件中的一些常用函数及其使用方法和细节，以及在算法竞赛中的使用细节和总结：

1. 构造、析构、赋值

构造函数 (std::vector::vector): 可以无参数构造一个空的 vector，也可以指定大小或大小和初始值构造。

vector<int> v; // 默认构造
vector<int> v(10); // 构造包含10个元素的vector，值未定义
vector<int> v(10, 1); // 构造包含10个元素的vector，每个元素初始化为1
vector<int> v(other.begin(), other.end()); // 构造一个包含other中所有元素的vector

析构函数 (std::vector::~vector): 销毁 vector，释放所有资源。

赋值操作符 (std::vector::operator=): 将一个 vector 的内容赋值给另一个 vector。

vector<int> v1 = {1, 2, 3};
vector<int> v2;
v2 = v1; // v2现在包含v1的所有元素

2. Iterators 迭代器

std::vector::begin: 返回指向 vector 开始的迭代器。
std::vector::end: 返回指向 vector 结束的迭代器。
std::vector::rbegin 和 std::vector::rend: 返回反向迭代器。

3. Capacity 容量

std::vector::size: 查询 vector 的大小。
std::vector::max_size: 查询 vector 能容纳的最大元素数量。

std::vector::resize: 改变 vector 的大小。

v.resize(20); // 将vector大小改为20，超出原大小的元素被默认构造
v.resize(20, 1); // 将vector大小改为20，超出原大小的元素被初始化为1

std::vector::capacity: 查询 vector 的容量。
std::vector::empty: 检查 vector 是否为空。
std::vector::reserve: 改变 vector 的容量，但不改变其大小。
std::vector::shrink_to_fit: 减小 vector 的容量以适应其大小（C++11）。

4. Element access 元素访问

std::vector::operator[]: 通过下标访问元素。
std::vector::at: 通过下标访问元素，越界时抛出异常。
std::vector::front: 访问第一个元素。
std::vector::back: 访问最后一个元素。
std::vector::data: 获取指向 vector 元素的指针（C++11）。

5. Modifiers 内容修改

std::vector::assign: 替换 vector 的所有元素。
std::vector::push_back: 在 vector 末尾添加一个元素。
std::vector::pop_back: 删除 vector 的最后一个元素。

std::vector::insert: 在指定位置插入元素。

v.insert(v.begin() + 1, 5, 50); // 在第二个位置插入5个50
v.insert(v.begin() + 1, {1, 2, 3}); // 在第二个位置插入{1, 2, 3}

std::vector::erase: 删除指定位置的元素或范围。

v.erase(v.begin() + 1); // 删除第二个元素
v.erase(v.begin() + 1, v.begin() + 3); // 删除从第二个到第三个（不包括第三个）的元素

std::vector::swap: 交换两个 vector 的内容。
std::vector::clear: 移除 vector 的所有元素。
std::vector::emplace 和 std::vector::emplace_back: 构造元素而非复制或移动（C++11）。

算法竞赛中的使用细节和总结

性能考虑：vector 的 push_back 和 pop_back 操作通常非常快，但如果需要频繁在 vector 的中间插入或删除元素，可能会因为需要移动大量元素而导致性能下降。
内存管理：vector 会自动管理内存，但了解其内部的内存分配策略（如何时进行内存重新分配）可以帮助优化性能。
空间效率：使用 reserve 可以避免不必要的内存重新分配，提高空间效率。
代码简洁：vector 提供的迭代器和算法使得处理元素集合变得非常简洁。
异常安全：在竞赛中，需要考虑代码的异常安全性，vector 的操作通常是强异常安全的。