介紹

除去向 vector 添加元素（如 push_back）之外，vector 還提供了許多其他操作，這些操作大多與 string 的操作類似。通過掌握這些操作，我們可以方便地查詢、修改和比較 vector 中的元素，從而構建靈活、高效的數據結構。下表總結了 vector 支持的一些常見操作：

操作	說明
v.empty()	如果 v 不包含任何元素，則返回 true；否則返回 false。
v.size()	返回 v 中元素的個數，其返回值類型為 vector::size_type。
v.push_back(t)	將值為 t 的元素添加到 v 的尾端。
v[n]	返回 v 中第 n 個位置上元素的引用，下標從 0 開始。
v1 = v2	用 v2 中元素的副本替換 v1 中原有的所有元素。
v1 = {a, b, c, ...}	使用列表中元素的副本替換 v1 中原有的所有元素。
v1 == v2 / v1 != v2	當且僅當兩個 vector 的元素個數相同且對應位置的元素都相等時，v1 和 v2 才相等。
<, <=, >, >=	按字典順序比較兩個 vector，規則與 string 相似：若兩個 vector 在對應位置的元素全部相同，則元素較少者視為較小；否則以第一對不相同元素的比較結果為準。

下面我們依次介紹這些操作及其使用方法。

1. 查詢與修改 vector 中的元素

1.1 empty() 與 size()

• empty()
  檢查 vector 是否為空。若 vector 沒有任何元素，則返回 true，否則返回 false。

• size()
  返回 vector 中當前元素的個數。返回類型通常為 vector::size_type，一般為無符號整型。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
using std::vector;
using std::cout;
using std::endl;int main() {vector<int> v;  // 默認初始化為空 vectorif (v.empty())cout << "v is empty." << endl;v.push_back(10);v.push_back(20);cout << "v size: " << v.size() << endl;  // 輸出 v 的元素個數return 0;
}

1.2 訪問元素：下標運算符 []

使用下標運算符（[]）可以隨機訪問 vector 中指定位置的元素。注意，下標從 0 開始。例如：

#include <iostream>
#include <vector>
using std::vector;
using std::cout;
using std::endl;int main() {vector<int> v = { 1, 2, 3, 4, 5 };cout << "The third element is: " << v[2] << endl; // 輸出 3// 修改元素v[2] = v[2] * v[2]; // 將第三個元素改為其平方cout << "After modification, the third element is: " << v[2] << endl;return 0;
}

注意：
使用下標運算符時必須確保下標在合法范圍內。如果訪問不存在的元素（例如對空 vector 或超出范圍的索引進行操作），將產生未定義行為，這可能引發緩沖區溢出問題。

2. 遍歷 vector 元素

2.1 使用范圍 for 語句

范圍 for 語句可以用來遍歷 vector 中的所有元素。對于只讀操作，直接使用 auto 即可；若需要修改元素，必須使用引用：

只讀遍歷

#include <iostream>
#include <vector>
using std::vector;
using std::cout;
using std::endl;int main() {vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};// 輸出每個元素for (auto i : v) {cout << i << " ";}cout << endl;return 0;
}

修改元素

#include <iostream>
#include <vector>
using std::vector;
using std::cout;
using std::endl;int main() {vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};// 將 vector 中每個元素乘以自身for (auto &i : v) {  // 注意：必須使用引用i *= i;}// 輸出修改后的元素for (auto i : v) {cout << i << " ";}cout << endl;return 0;
}

---

3. vector 對象的比較操作

vector 支持相等性和關系運算符，這些運算符的語義與 string 類似：

• == 和 !=
  兩個 vector 相等當且僅當它們的元素個數相同且對應位置的元素都相等。
• <, <=, >, >=
  按字典順序比較兩個 vector。如果兩個 vector 在對應位置上元素完全相同，則較短的 vector 被認為較小；如果存在第一對不相同的元素，則比較該對元素的大小。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
using std::vector;
using std::cout;
using std::endl;int main() {vector<int> v1 = {1, 2, 3};vector<int> v2 = {1, 2, 3};vector<int> v3 = {1, 2, 4};if (v1 == v2)cout << "v1 and v2 are equal." << endl;if (v1 < v3)cout << "v1 is less than v3." << endl;return 0;
}

4. 賦值和替換

vector 支持賦值操作符，用于將一個 vector 的內容替換為另一個 vector 的元素副本：

#include <iostream>
#include <vector>
using std::vector;
using std::cout;
using std::endl;int main() {vector<int> v1 = {1, 2, 3};vector<int> v2 = {4, 5, 6};v1 = v2;  // v1 的元素全部被替換為 v2 的元素cout << "After assignment, v1: ";for (auto i : v1)cout << i << " ";cout << endl;return 0;
}

此外，也可以使用列表初始化對 vector 進行賦值（C++11 起支持）：

#include <iostream>
#include <vector>
using std::vector;
using std::cout;
using std::endl;int main() {vector<int> v = {1, 2, 3};v = {7, 8, 9};  // 將 v 中的內容替換為 7, 8, 9 的副本cout << "After list-assignment, v: ";for (auto i : v)cout << i << " ";cout << endl;return 0;
}

5. 關于下標操作的警告

• 下標運算符只能訪問已存在的元素
  下標形式僅適用于訪問或修改 vector 內已存在的元素，而不能用于添加元素。例如，下面的代碼試圖通過下標訪問空 vector 的元素，將會導致錯誤：

  #include <vector>
  #include <iostream>
  using std::vector;
  using std::cout;
  using std::endl;int main() {vector<int> ivec;  // 空 vector// 下面的操作是錯誤的，因為 ivec 不包含任何元素cout << ivec[0];return 0;
  }
  

• 添加元素必須使用 push_back 或類似成員函數
  正確的添加方式：

  for (int i = 0; i < 10; ++i)ivec.push_back(i);  // 依次添加元素
  

6. 總結

• 常用操作：

  • empty() 和 size() 用于檢查 vector 是否為空及獲取元素數量。
  • push_back(t) 用于在 vector 尾端添加一個新元素。
  • 下標運算符 v[n] 用于訪問已存在的元素（注意：僅在保證索引合法時使用）。
  • 賦值操作符和列表初始化可用于替換 vector 中所有元素。
  • 相等性和關系運算符基于字典順序比較 vector 中的元素。

• 遍歷與修改：

  • 使用范圍 for 循環可以簡潔地遍歷 vector，但若在循環中修改容器大小（如 push_back），應避免使用范圍 for。
  • 對于需要修改元素的操作，建議使用基于引用的范圍 for。

• 下標訪問的注意事項：

  • 只能訪問已存在的元素，不能用下標直接添加新元素。使用 push_back、insert 等成員函數來添加。

掌握 vector 的這些常用操作，不僅有助于更高效地管理動態數組，還能防止因錯誤訪問元素而引起安全問題（例如緩沖區溢出）。希望這篇全面的講解能幫助你在實際編程中熟練使用 vector。

參考資料

• cppreference.com 關于 std::vector 的詳細文檔
• 各大 C++ 編碼規范（如 Google C++ Style Guide）中對容器操作的建議

通過對 vector 其他操作的全面解析，你可以更好地掌握如何查詢、修改和比較 vector 中的元素，從而編寫出既健壯又高效的 C++ 程序。