vector容器---性能优化

    本文将详细介绍C++中vector容器的特性、常用操作、使用技巧以及性能优化方法，帮助读者更深入地理解和运用这一强大的STL容器。

一、引言

    C++ vector容器是STL（标准模板库）的重要组成部分，它提供了一种动态数组的数据结构，使得在程序运行过程中可以方便地添加、删除和访问元素。本文将带领大家深入了解vector容器的方方面面。

二、vector容器概述

1.定义与特性

    vector容器是一个模板类，可以存储任意类型的元素。其主要特性如下

• 扩容：容器大小可根据需要自动调整。
• 随机访问：支持通过下标快速访问元素。
• 连续存储：元素在内存中连续存储，提高缓存命中率。

2.头文件

    使用vector容器需要包含头文件。

#include <vector>
using namespace std;

三、vector容器常用操作

1.创建vector容器

vector<int> vec;  // 创建一个空的vector容器
vector<int> vec1(10);  // 创建一个包含10个元素的vector容器，元素默认值为0
vector<int> vec2(10, 1);  // 创建一个包含10个元素的vector容器，元素初始值为1

2.添加元素

vec.push_back(1);  // 在容器末尾添加元素1
vec.insert(vec.begin() + 1, 2);  // 在下标为1的位置插入元素2

3.访问元素

int a = vec[0];  // 访问下标为0的元素
int b = vec.at(1);  // 访问下标为1的元素，带越界检查

4.删除元素

vec.pop_back();  // 删除容器末尾的元素
vec.erase(vec.begin() + 1);  // 删除下标为1的元素

5.容器大小和容量

int size = vec.size();  // 获取容器中元素的数量
int capacity = vec.capacity();  // 获取容器的容量

四、vector容器使用技巧

1.预分配空间

    在向vector容器添加大量元素时，预分配足够的空间可以减少内存分配次数，提高性能。

vector<int> vec;
vec.reserve(1000);  // 预分配1000个元素的空间

2.使用emplace系列函数

    emplace系列函数可以在容器中直接构造元素，避免额外的复制或移动操作。

vec.emplace_back(1);  // 在容器末尾构造元素1
vec.emplace(vec.begin() + 1, 2);  // 在下标为1的位置构造元素2

3.删除元素时避免内存泄漏

    删除vector容器中的元素时，可以使用erase-remove惯用法，避免内存泄漏。

vec.erase(remove(vec.begin(), vec.end(), 1), vec.end());  // 删除容器中所有值为1的元素

五、性能优化

1.尽量减少扩容次数

    预分配空间、使用resize()等方法可以减少扩容次数，提高性能。

2.避免使用 reserve() 后的 resize()

    在调用reserve()后，避免使用resize()，因为resize()会将容器大小调整为指定值，可能导致不必要的内存分配。

3.使用swap()优化内存使用

    当vector容器不再需要时，可以使用swap()技巧释放内存。

vector<int>().swap(vec);  // 释放vec占用的内存

六、总结

    本文详细介绍了C++中vector容器的用法、技巧与性能优化方法。掌握vector容器，可以让我们在编程过程中更加得心应手。在实际应用中，应根据场景选择合适的方法，充分发挥vector容器的优势。希望本文对大家有所帮助。