C++11前初始化vector主要依赖构造函数,如指定大小或范围初始化;常见陷阱包括混淆列表初始化与大小初始化,以及未预分配空间导致频繁内存重分配影响性能。
初始化std::vector
在C++中其实有很多种玩法,说白了,就是告诉这个动态数组你一开始想装些什么,或者想让它有多大。从最直接的指定大小和默认值,到C++11后方便的列表初始化,再到从另一个容器“复制”过来,每种方式都有它存在的道理和适用的场景。选择哪种,往往取决于你手头的数据情况和编码习惯。
说到vector
的初始化,最常用也最直观的几种方法,在我看来,主要围绕着“数量”和“内容”这两个核心点。
一种很常见的情况是,你已经知道vector
需要存放多少个元素,但暂时不关心它们的具体值,或者希望它们都有一个默认值。比如:
#include <vector> #include <string> // 为了string类型示例 #include <iostream> // 为了输出 int main() { // 1. 指定大小,元素默认初始化(对基本类型通常是0,对类类型调用默认构造函数) std::vector<int> vec1(5); // 包含5个int,值都是0 std::cout << "vec1: "; for (int x : vec1) { std::cout << x << " "; } std::cout << std::endl; // 输出: 0 0 0 0 0 // 2. 指定大小并赋初始值 std::vector<int> vec2(3, 100); // 包含3个int,值都是100 std::cout << "vec2: "; for (int x : vec2) { std::cout << x << " "; } std::cout << std::endl; // 输出: 100 100 100 // 3. C++11后的列表初始化,这玩意儿简直是福音,简洁又直观 std::vector<std::string> vec3 = {"apple", "banana", "cherry"}; std::cout << "vec3: "; for (const std::string& s : vec3) { std::cout << s << " "; } std::cout << std::endl; // 输出: apple banana cherry // 也可以直接用花括号 std::vector<double> vec4{1.1, 2.2, 3.3}; std::cout << "vec4: "; for (double d : vec4) { std::cout << d << " "; } std::cout << std::endl; // 输出: 1.1 2.2 3.3 // 4. 从另一个vector拷贝(或者移动,但初始化时拷贝更常见) std::vector<int> vec5 = vec2; // vec5是vec2的副本 std::cout << "vec5 (copy of vec2): "; for (int x : vec5) { std::cout << x << " "; } std::cout << std::endl; // 输出: 100 100 100 // 5. 范围初始化:从一对迭代器指定的范围初始化 // 比如从vec3初始化一个string vector std::vector<std::string> vec6_str(vec3.begin(), vec3.end()); std::cout << "vec6_str (range init from vec3): "; for (const std::string& s : vec6_str) { std::cout << s << " "; } std::cout << std::endl; // 输出: apple banana cherry }
列表初始化(std::initializer_list
)是我个人最喜欢用的方式,因为它简洁明了,特别适合在编译期就确定了所有元素的情况。它不仅能用于vector
,很多标准库容器都支持,统一了初始化语法,减少了心智负担。而指定大小和默认值的方式,则更适用于需要预分配空间,或者元素内容后续会填充的场景。
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C++11之前,std::vector
有哪些初始化方式?
在C++11引入std::initializer_list
之前,vector
的初始化确实没现在这么“花哨”,但基本的也够用。那时候,如果你想初始化一个vector
,主要还是靠构造函数。
比如,最基础的就是默认构造函数,它会创建一个空的vector
:
std::vector<int> myVec; // 创建一个空的vector std::cout << "myVec size: " << myVec.size() << std::endl; // 输出: myVec size: 0
如果你知道需要多少个元素,并且希望它们都一样,那么带大小和初始值的构造函数就派上用场了:
std::vector<int> numbers(10, 5); // 包含10个5 // 或者只指定大小,元素会默认初始化 std::vector<std::string> names(3); // 包含3个空字符串
还有一种很强大的方式是范围构造函数。这允许你从任何一对迭代器指定的范围中初始化vector
。这意味着你可以从数组、其他vector
、vector
2甚至文件流中读取数据来初始化。
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 注意:std::begin和std::end是C++11引入的,但概念在C++03也可以通过指针实现 std::vector<int> fromArray(arr, arr + sizeof(arr)/sizeof(arr[0])); // 从C风格数组初始化 std::vector<double> anotherVec_old; // 假设这是C++03的方式,先push_back anotherVec_old.push_back(10.1); anotherVec_old.push_back(20.2); anotherVec_old.push_back(30.3); std::vector<double> copiedVec(anotherVec_old.begin(), anotherVec_old.end()); // 从另一个vector初始化
坦白讲,在C++11之前,如果我想初始化一个带有特定内容的vector
,但内容又不是重复的,最常见的做法是先创建一个空的vector
,然后用vector
5或者vector
6逐个添加元素。这虽然有点啰嗦,但胜在灵活。当然,如果数据源本身就是另一个容器或者一个迭代器范围,那范围构造函数无疑是最高效且优雅的选择。
初始化std::vector
时常见的陷阱和性能考量是什么?
初始化vector
看似简单,但里面其实藏着一些小坑和性能上的门道,尤其是在处理大量数据或者对性能有较高要求时。
一个常见的误解是关于vector
的vector
0和vector
1。当你用vector
2初始化时,vector
3的vector
1是10,vector
0至少是10。但如果你是先默认构造一个空的,然后循环vector
510次,vector
0可能会经历多次重新分配和拷贝。每次vector
5如果导致vector
0不足,vector
会重新分配一块更大的内存,然后把旧内存的数据拷贝过去,再释放旧内存。这个过程开销不小,尤其是在循环次数多的时候。
所以,如果预先知道vector
最终会包含多少个元素,使用std::initializer_list
2预留空间是个好习惯:
std::vector<int> myNumbers; myNumbers.reserve(1000); // 预留1000个元素的空间,此时size仍为0 for (int i = 0; i < 1000; ++i) { myNumbers.push_back(i); // 这里就不会频繁地重新分配内存了 }
另一个容易混淆的点是列表初始化和带有大小参数的构造函数。
std::vector<int> v1(5); // 5个0 std::vector<int> v2{5}; // 1个5
看到没?std::initializer_list
3创建了5个默认初始化的整数(通常是0),而std::initializer_list
4却创建了一个只包含一个元素5的vector
。这是因为当只有一个参数且类型可以转换为std::initializer_list
6时,编译器会优先选择std::initializer_list
6构造函数。这在某些情况下可能会导致意想不到的行为,特别是当你期望的是一个特定大小的vector
时。所以,在使用单参数初始化时,务必清楚你想要的是什么。
性能方面,拷贝