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虽然…什么是 std::vector 和 std::array
首先让我们简要介绍一下这两种容器 • std::vector一个动态数组可以根据需要动态调整其大小。 • std::array一个固定大小的数组其大小在编译时确定。
虽然它们都是用来存储一组元素的容器但在内存管理、性能和使用场景上有很大的不同。
内存管理
std::vector 使用动态内存分配。这意味着在程序运行时可以通过push_back等方法向std::vector中添加元素它会自动处理内存的重新分配。当元素数量超过当前容量时std::vector会分配更多的内存并将现有元素复制到新位置。这种动态调整带来了灵活性但也意味着可能会有内存分配和数据复制的开销。
#include vector#include iostream
int main() { std::vectorint vec; vec.push_back(1); vec.push_back(2); vec.push_back(3); for(int i 0; i vec.size(); i) { std::cout vec[i] std::endl; } return 0;}
在上面的代码中我们没有预先指定vec的大小而是通过push_back方法逐个添加元素。
std::array 使用静态内存分配。其大小在编译时就确定好了一旦声明其大小不能改变。由于其内存是在栈上分配的不涉及动态内存分配和复制std::array在某些场景下比std::vector更高效。 #include array#include iostream
int main() { std::arrayint, 3 arr {1, 2, 3}; for(int i 0; i arr.size(); i) { std::cout arr[i] std::endl; } return 0;}
在这里数组arr的大小在声明时就已经确定为3不能再增加或减少。
性能
性能方面std::array由于其静态内存分配和固定大小访问速度比std::vector更快。在需要高性能且数据大小固定的场景下std::array无疑是更好的选择。
另一方面std::vector提供了灵活性可以在运行时动态调整大小这对于处理不确定数量的数据非常有用。然而动态内存分配和重新分配的开销使得std::vector在某些操作如频繁的插入和删除上性能不如std::array。
使用场景
std::vector 适用于以下场景 1 动态数据当你不知道数据的确切数量时例如读取用户输入或处理文件中的数据。 2 频繁修改需要频繁添加或删除元素的场景例如实现一个动态列表。
std::array 适用于以下场景 1 固定大小的数据当你确定数据的大小在编译时不会改变例如处理固定大小的缓冲区。 2 性能关键在性能至关重要的地方使用std::array可以避免动态内存分配的开销。
接口和使用方法
std::vector 提供了丰富的接口包括添加、删除、插入、排序等功能。以下是一些常用的方法 • push_back在末尾添加元素。 • pop_back删除末尾元素。 • insert在指定位置插入元素。 • erase删除指定位置的元素。 • size返回当前元素个数。 • capacity返回当前分配的内存容量。
示例 #include vector#include iostream
int main() { std::vectorint vec {1, 2, 3, 4, 5}; // 添加元素 vec.push_back(6); // 插入元素 vec.insert(vec.begin() 2, 10); // 删除元素 vec.erase(vec.begin() 3); // 打印所有元素 for(const auto elem : vec) { std::cout elem ; } return 0;}
std::array 的接口相对简单主要包括 • size返回数组大小。 • at访问指定位置的元素。 • front返回第一个元素。 • back返回最后一个元素。 • data返回底层数组的指针。
示例 #include array#include iostream
int main() { std::arrayint, 5 arr {1, 2, 3, 4, 5}; // 访问元素 std::cout Element at index 2: arr.at(2) std::endl; // 打印所有元素 for(const auto elem : arr) { std::cout elem ; } return 0;} 总结
std::vector 和 std::array 都是C中非常有用的容器各有优缺点。在实际开发中选择std::vector还是std::array需要根据具体需求来定。如果需要一个灵活且大小可变的容器std::vector无疑是更好的选择。其丰富的接口和动态调整大小的能力使其在处理不确定数量的数据时非常方便。
然而在一些对性能要求极高且数据大小固定的场景下std::array则更为合适。由于其内存管理的简单性和高效性std::array可以在避免不必要的开销的同时提供极高的访问速度。
