C++ STL Vector

1、简介

　　vector 是顺序容器的一种。vector 是可变长的动态数组，支持随机访问迭代器，所有 STL 算法都能对 vector 进行操作。要使用 vector，需要包含头文件 vector。
　　在 vector 容器中，根据下标随机访问某个元素的时间是常数，在尾部添加一个元素的时间大多数情况下也是常数，总体来说速度很快。在中间插入或删除元素时，因为要移动多个元素，因此速度较慢，平均花费的时间和容器中的元素个数成正比。
　　在 vector 容器中，用一个动态分配的数组来存放元素，因此根据下标访问某个元素的时间是固定的，与元素个数无关。
　　vector 容器在实现时，动态分配的存储空间一般都大于存放元素所需的空间。例如，哪怕容器中只有一个元素，也会分配 32 个元素的存储空间。这样做的好处是，在尾部添加一个新元素时不必重新分配空间，直接将新元素写入适当位置即可。在这种情况下，添加新元素的时间也是常数。但是，如果不断添加新元素，多出来的空间就会用完，此时再添加新元素，就不得不重新分配内存空间，把原有内容复制过去后再添加新的元素。碰到这种情况，添加新元素所花的时间就不是常数，而是和数组中的元素个数成正比。
至于在中间插入或删除元素，必然涉及元素的移动，因此时间不是固定的，而是和元素个数有关。

2、vector常用的成员函数

　　vector() 无参构造函数，将容器初始化为空

　　vector(int n) 将容器初始化为有 n 个元素
　　vector(int n, const T & val) 假定元素的类型是 T，此构造函数将容器初始化为有 n 个元素，每 个元素的值都是 val
　　vector(iterator first, iterator last) first 和 last 可以是其他容器的迭代器。一般来说，本构造函数初始化的结果就是将 vector 容器的内容变成与其他容器上的区间 [first, last) —致
　　void clear() 删除所有元素
　　bool empty() 判断容器是否为空
　　void pop_back() 删除容器末尾的元素
　　void push_back( const T & val) 将 val 添加到容器末尾
　　int size() 返回容器中元素的个数
　　T & front() 返回容器中第一个元素的引用
　　T & back() 返回容器中最后一个元素的引用
　　iterator insert(iterator i, const T & val) 将 val 插入迭代器 i 指向的位置，返回 i
　　iterator insert( iterator i, iterator first, iterator last) 将其他容器上的区间 [first, last) 中的元素插入迭代器 i 指向的位置
　　iterator erase(iterator i) 删除迭代器 i 指向的元素，返回值是被删元素后面的元素的迭代器
　　iterator erase(iterator first, iterator last) 删除容器中的区间 [first, last)
　　void swap( vector <T> & v) 将容器自身的内容和另一个同类型的容器 v 互换

　　vector< vector<int> > v(3);

3、数据结构

　　线性空间。它以两个迭代器start和finish分别指向配置得来的连续空间中目前已经被使用的范围，并以迭代器end_of_storage指向整块连续空间的尾端：

template<class T, class Alloc = alloc>

class vector {

　　...

protected:
　　iterator start; 　　 //表示目前使用空间的头
　　iterator finish; 　　//表示目前使用空间的尾
　　iterator end_of_storage; //表示目前可用空间的尾

};

为了降低空间配置时的速度成本，vector实际配置的大小可能比客户端需求更大一些，以备将来可能的扩充。

4、vector的构造与内存管理

　　当我们以push_back()将新元素插入vector尾端时，该函数首先检查是否还有备用空间，如果有就直接在备用空间上构造元素，并调整迭代器finish，使vector变大。如果没有备用空间了，就扩充空间（重新配置、移动数据、释放原空间）。
　　注意：所谓动态增加大小，并不是在原空间之后接续新空间，而是以原大小的两倍另外配置一块较大空间，然后将原内容拷贝过来，然后才开始在原内容之后构造新元素，并释放原空间。因此，对vector的任何操作，一旦引起空间的重新配置，指向原vector的所有迭代器就都失效了。