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C++ Academy · 课时

vector、std::array 与 C 数组的比较

比较这三种顺序容器，并根据大小、所有权和性能进行选择

vector、std::array 与 C 数组的比较 是 CoddyKit 上的免费 C++ Academy 课时。 这是第 4 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。

三种顺序容器

C++ 有三种方式用于存储连续序列：

  • std::vector — 大小可变，使用堆存储
  • std::array — 编译时固定大小，使用栈存储
  • C 风格数组 — 大小固定，属于底层结构

C 风格数组

这是最早出现的形式。大小是类型的一部分。传递给函数时会退化为 pointer，从而丢失大小信息。

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
std::cout << a[2];   // 3

C 风格数组的问题

在大多数上下文中，它们会忘记自己的大小，不会进行边界检查，而且很容易被误用。在新代码中，请优先使用 std::array 或 std::vector。

std::array（C++11）

这是对固定大小数组的轻量封装。它与 C 数组具有相同的性能，但拥有真正的类型和适当的成员函数。

#include <array>
std::array<int, 5> a = {1, 2, 3, 4, 5};
std::cout << a.size();   // 5
std::cout << a.at(2);    // bounds-checked

std::array 保持在栈上

与 vector 不同，std::array 直接存储其元素，不会进行堆分配。大小是模板参数。

用于动态大小的 std::vector

当您在编译时不知道大小，或者大小会在运行时改变时，请使用 std::vector。

性能比较

对于固定大小，三者的性能都相近。std::vector 需要额外承担少量的指针和大小记录开销，以及一次间接寻址。

传递给函数

请通过 const 引用传递 vector 或 std::array，以避免复制。借用 C 数组时，应使用 std::span（C++20）替代它们。

void process(const std::vector<int>& v);
void process(const std::array<int, 5>& a);

#include <span>
void process(std::span<const int> data);  // accepts both

std::span（C++20）

这是对连续序列的非拥有视图，类似于指针和长度组成的二元组。它可以统一接受 vector、std::array 和 C 数组。

何时选择哪一种

决策树：

  • 需要动态大小 → std::vector
  • 大小固定且不进行分配 → std::array
  • 借用而不取得所有权 → std::span
  • 需要与 C 代码互操作 → C 数组

它们之间的转换

您可以使用范围或算法在不同类型之间复制元素。

std::array<int, 3> a = {1, 2, 3};
std::vector<int> v(a.begin(), a.end());
int c[3];
std::copy(a.begin(), a.end(), c);

快速检查

哪种容器将元素存储在栈上，并且大小在编译时已知？

回顾

动态大小时优先使用 std::vector，固定大小时使用 std::array。在现代代码中，C 风格数组很少是最佳选择。请使用 std::span 在不取得所有权的情况下借用序列。

常见问题解答

「vector、std::array 与 C 数组的比较」课时是免费的吗？

是的 — 「vector、std::array 与 C 数组的比较」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。

「vector、std::array 与 C 数组的比较」这节课中我会学到什么？

比较这三种顺序容器，并根据大小、所有权和性能进行选择 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 4 节课，共 4 节。

「vector、std::array 与 C 数组的比较」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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