vector：最常用的动态数组

这是什么：vector——C++ STL 里最常用的容器，一个会自己长大的动态数组，放多少都不会溢出。

为什么用：上一章认识了 STL 三件套，该请出出场率最高的这位了。普通数组得提前定好长度，元素一多就装不下；vector 不用改代码就能自动伸缩，堪称 C++ 版的 Python 列表。

如何用：一个 std::vector<int> 声明就能起步，本章从 push_back 增删、size() 取长度，一路讲到两种遍历和越界。

定义与增删

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v = {10, 20, 30};  // 定义时给初始值

    v.push_back(40);   // 尾部加一个 40
    v.push_back(50);   // 尾部加一个 50
    v.pop_back();      // 尾部删一个（删掉的正是 50）

    std::cout << "个数：" << v.size() << std::endl;
    std::cout << "第 1 个：" << v[0] << std::endl;
    std::cout << "最后一个：" << v[v.size() - 1] << std::endl;
    return 0;
}

你会看到：

个数：4
第 1 个：10
最后一个：40

push_back 加在尾部，pop_back 删掉尾部，size() 报个数，v[i] 按下标取值——下标从 0 起，和 Python 列表一样。

两种遍历

挨个处理叫遍历，vector 有两种常用写法：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40};

    for (int i = 0; i < (int)v.size(); i++) {  // 写法一：下标 for
        std::cout << v[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    for (int x : v) {                          // 写法二：range-for
        std::cout << x << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

你会看到：

10 20 30 40
10 20 30 40

要修改元素、关心"第几个"，用下标 for；只读一遍，range-for 更省心。小提示：size() 返回的是无符号数，直接和 int 比较编译器会嘀咕，加个 (int) 转换就清净了。

修改元素

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v = {10, 20, 30};

    v[1] = 99;                    // 把第 2 个改成 99
    std::cout << v[1] << std::endl;  // 99

    // 插入、删除中间元素（较慢，因为要搬移后续元素）
    v.insert(v.begin() + 1, 55);  // 在下标 1 位置插入 55
    v.erase(v.begin() + 2);       // 删除下标 2 的元素

    for (int x : v) {
        std::cout << x << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

你会看到：

99
10 55 30

自动扩容的直觉

vector 内部其实管着一小块连续内存。装满了还 push_back？它会悄悄换个更大的房子：申请一块差不多翻倍的空间，把老数据整体搬过去，再继续装。所以"会自己长大"不是魔法，是偶尔搬一次家——大部分时候 push_back 都飞快。

常用操作速查

记忆口诀

vector 是长大的数组：尾进尾出 push/pop，size 数个数，下标从 0 起。

❓ 常见问题

Q1：v[i] 越界会怎样？

v[i] 不做边界检查，越界是未定义行为，可能打印乱数、可能崩溃。想安全访问用 v.at(i)，越界会抛出异常（但性能略慢）。

Q2：vector 能存不同类型的数据吗？

不能。std::vector<int> 只能存 int，std::vector<std::string> 只能存 string。C++ 是静态类型，一个容器里元素类型必须一致。

Q3：push_back 很慢吗？

大部分时候很快（摊还 O(1)）。偶尔触发扩容时会慢一点（要申请新内存、拷贝旧数据），但这种情况很少。

⚠️ 新手翻车现场

翻车一：v[v.size()] 越界

// 错误：size 是个数，最大有效下标是 size()-1
std::cout << v[v.size()] << std::endl;

问题：v.size() 是元素个数，比如 4 个元素，有效下标是 0~3，v[4] 已经越界。

修正：取最后一个用 v[v.size() - 1]。

翻车二：pop_back() 对空 vector 操作

std::vector<int> v;  // 空
v.pop_back();        // 未定义行为，可能崩溃

问题：空 vector 没有尾部元素可删。

修正：删之前判空：if (!v.empty()) v.pop_back();

🎯 什么时候用 vector

• 需要一个可变长度的数组
• 主要在尾部添加/删除元素
• 需要按下标快速随机访问元素
• 元素类型统一

📝 本章小结

• vector 是会自动长大的动态数组，下标从 0 起
• push_back 尾部加，pop_back 尾部删，size() 报个数
• 遍历：下标 for（可修改）或 range-for（只读更省心）
• v[i] 不做越界检查，越界未定义行为；安全访问用 v.at(i)
• 扩容是自动的，大部分 push_back 都很快
• 记忆口诀：vector 是长大的数组：尾进尾出 push/pop，size 数个数，下标从 0 起。

动手改

1. 建一个 std::vector<std::string>（记得 #include <string>）装 3 种水果，加一种、删一种，打印 size 和剩下的全部元素
2. 用下标 for 把每个元素乘 2（v[i] = v[i] * 2;），再打印整个 vector
3. 试着打印 v[v.size()]——这就是越界，程序可能当场崩溃；取"最后一个"的正确写法是 v[v.size() - 1]
4. 用 v.at(i) 代替 v[i]，故意越界看看会抛出什么异常

下一章：string，处理文字也是容器思路 🐸