詳細闡述vector長度的多個方面

一、vector長度的定義和表示

1、vector是C++的標準庫容器類型之一，用於動態的管理同類型數據集；

2、vector的長度可以使用size()函數獲取，該函數返回一個整型值表示vector中元素的個數；

3、另一種獲取vector長度的方法是使用vector的end()迭代器，end()指向vector的最後一個元素的下一個位置，所以vector長度等於end()-begin()。

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    vector<int> v{1,2,3,4,5};
    int len = v.size(); //獲取vector長度
    cout << "vector的長度是：" << len << endl;
    return 0;
}

二、vector長度的修改和增減

1、通過調用resize(n)函數可以將vector的長度設置為n，若n小於原長度，則多餘的元素將被刪除；若n大於原長度，則新元素值為vector的默認值；

2、通過調用reserve(n)函數可以提前預留空間，當vector的長度達到n時就不會再進行內存重分配，從而提高效率；

3、可以使用push_back(x)將x插入到vector的末端，長度加一；使用pop_back()可刪除末尾元素，長度減一；

4、可以使用insert(pos,x)在pos位置插入x，長度加一；使用erase(pos)可刪除pos位置的元素，長度減一。

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    vector<int> v{1,2,3,4,5};
    v.resize(3); //將vector長度設置為3
    v.reserve(10); //預留10個空間
    v.push_back(6); //在末尾插入元素6
    v.pop_back(); //刪除末尾元素
    v.insert(v.begin()+2, 7); //在第3個元素位置插入元素7
    v.erase(v.begin()+1); //刪除第2個元素
    for(auto x:v){
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

三、vector長度的比較和遍歷

1、可以使用==、!=、<、、>=等運算符比較兩個vector的長度，兩個vector長度相同且相應元素相等則認為它們相等；

2、通過迭代器遍歷vector可以訪問其中的元素，可以使用auto類型推斷簡化代碼；

3、在C++11中，可以使用範圍for循環來遍歷vector，這種方法更簡潔，推薦使用。

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    vector<int> v1{1,2,3,4,5}, v2{1,2,3};
    if(v1 == v2){
        cout << "v1和v2相等" << endl;
    } else {
        cout << "v1和v2不相等" << endl;
    }
    vector<int> v{1,2,3,4,5};
    auto it = v.begin(); //獲取迭代器
    for(it; it != v.end(); it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    for(auto x:v){ //使用範圍for循環遍歷vector
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

四、vector長度的處理效率

1、當vector的長度很大時，頻繁的插入、刪除操作會導致大量的內存重分配和數據複製，影響效率；

2、在需要頻繁插入、刪除元素的情況下，可以使用list代替vector。list是另一種STL容器，它的插入、刪除效率很高，但是隨機訪問效率很低；

3、在需要快速隨機訪問元素的情況下，還可以使用array代替vector。array是固定長度的數組容器，不支持動態調整大小，但是隨機訪問效率高。

#include <vector>
#include <list>
#include <array>
#include <chrono>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    vector<int> v;
    list<int> l;
    array<int,100000> a;
    auto start = chrono::steady_clock::now(); //記錄開始時間
    for(int i=0; i<100000; i++){
        v.push_back(i); //往vector中插入元素
    }
    auto end = chrono::steady_clock::now(); //記錄結束時間
    auto time = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end-start).count(); //計算用時
    cout << "向vector中插入100000個元素，用時：" << time << "微秒" << endl;
    start = chrono::steady_clock::now(); //記錄開始時間
    for(int i=0; i<100000; i++){
        l.push_back(i); //往list中插入元素
    }
    end = chrono::steady_clock::now(); //記錄結束時間
    time = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end-start).count(); //計算用時
    cout << "向list中插入100000個元素，用時：" << time << "微秒" << endl;
    start = chrono::steady_clock::now(); //記錄開始時間
    for(int i=0; i<100000; i++){
        a[i] = i; //往array中插入元素
    }
    end = chrono::steady_clock::now(); //記錄結束時間
    time = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end-start).count(); //計算用時
    cout << "向array中插入100000個元素，用時：" << time << "微秒" << endl;
    return 0;
}