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C++ Academy · 课时

std::vector 基础：push_back、size、capacity

创建、扩展和检查向量，并理解容量与大小之间的区别

std::vector 基础：push_back、size、capacity 是 CoddyKit 上的免费 C++ Academy 课时。 这是第 1 节课，共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 C++ Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 C++ Academy 课程共包含 4 节课。

为什么使用 std::vector？

std::vector 是 C++ 中的默认容器。它会自动增长，为您管理内存，并提供 O(1) 的随机访问。除非有明确理由，否则请使用它。

包含头文件并声明

包含 <vector>，并将元素类型声明为模板参数。

#include <vector>

std::vector<int> nums;
std::vector<std::string> names = {"Ada", "Bob"};

初始化形式

启动 vector 的几种方式：

std::vector<int> a;              // empty
std::vector<int> b(5);           // 5 zeros
std::vector<int> c(5, 42);       // 5 copies of 42
std::vector<int> d{1, 2, 3};     // {1,2,3}
std::vector<int> e(d);           // copy of d

push_back：在末尾追加

使用 push_back 在末尾添加元素。均摊复杂度为 O(1)。

std::vector<int> v;
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);

emplace_back：就地构造

emplace_back 会将参数转发给元素构造函数，不会创建临时对象。对于非平凡类型，它通常会稍快一些。

std::vector<std::pair<int,int>> v;
v.emplace_back(1, 2);  // constructs a pair in place

size 与 capacity

两个不同的概念：

  • size — 当前存储的元素数量
  • capacity — 无需重新分配即可容纳的元素数量

capacity 会分块增长，通常每次翻倍。

查看 size 和 capacity

使用对应的成员函数：

std::vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    v.push_back(i);
    std::cout << "size=" << v.size() << " capacity=" << v.capacity() << "\n";
}

reserve：预先分配容量

如果您知道将要添加多少个元素，请先调用 reserve，以避免反复重新分配。

std::vector<int> v;
v.reserve(1000000);     // preallocate
for (int i = 0; i < 1000000; ++i) v.push_back(i);

shrink_to_fit：释放内存

删除大量元素后，可以使用 shrink_to_fit 释放未使用的容量。此行为不是强制性的，实现可能会保留额外空间。

访问元素

四种方式：

  • v[i] — 不进行检查
  • v.at(i) — 检查边界，越界时抛出异常
  • v.front() — 第一个元素
  • v.back() — 最后一个元素

判空与清空

使用 empty() 检查是否为空。使用 clear() 移除所有元素，但容量不会改变。

快速检查

为什么 push_back 的均摊时间复杂度是 O(1)？

回顾

std::vector 是一种可增长数组，支持 O(1) 的随机访问。size() 表示元素数量；capacity() 表示存储容量。当已知最终大小时，reserve() 可以避免重新分配。

常见问题解答

「std::vector 基础：push_back、size、capacity」课时是免费的吗？

是的 — 「std::vector 基础：push_back、size、capacity」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 C++ Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 C++ Academy 课程共包含 4 节课。

「std::vector 基础：push_back、size、capacity」这节课中我会学到什么？

创建、扩展和检查向量，并理解容量与大小之间的区别 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C++ Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 C++ Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 C++ Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。 这是第 1 节课，共 4 节。

「std::vector 基础：push_back、size、capacity」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 C++ Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 C++ Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

  1. std::vector 基础：push_back、size、capacity
  2. 遍历向量：索引、范围 for、迭代器
  3. 修改向量：insert、erase、clear
  4. vector、std::array 与 C 数组的比较
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