C++标准库容器的常用成员函数

目录

C++ 标准库容器简介

通用成员函数

1. 大小相关

size()

empty()

max_size()

2. 元素访问

operator[]

at(size_t n)

front()

back()

3. 修改容器

push_back(const T& value)

pop_back()

clear()

insert()

erase()

4. 迭代器相关

begin()

end()

rbegin() 和 rend()

std::vector 的特有成员函数 

1. capacity()

2. reserve(size_t n)

3. resize(size_t n)

4. shrink_to_fit()（C++11 起）

其他容器的特有函数（简单介绍）

std::list：

std::map：

std::set：

C++ 标准库提供了多种容器（如 std::vector、std::list、std::map 等），这些容器都有一些通用的成员函数，也有一些特定于容器类型的函数。

C++ 标准库容器简介

C++ 标准库容器在 <vector>、<list>、<map> 等头文件中定义，属于 STL（标准模板库）的一部分。常见的容器包括：

顺序容器：std::vector（动态数组）、std::array（固定数组）、std::list（双向链表）、std::deque（双端队列）。

关联容器：std::map（键值对映射）、std::set（唯一键集合）。

无序容器：std::unordered_map、std::unordered_set（哈希表实现）。

每个容器都有一套成员函数，用于操作容器中的元素、管理大小和访问数据。

通用成员函数

大多数容器都支持以下通用成员函数（部分可能因容器类型略有差异）：

1. 大小相关 size()

返回容器当前元素个数。

返回类型：size_t（无符号整数）。

示例：

std::vector<int> vec = {1, 2, 3}; std::cout << vec.size(); // 输出 3 empty()

检查容器是否为空。

返回类型：bool（true 表示空）。

示例：

std::vector<int> vec; std::cout << vec.empty(); // 输出 1 (true) vec.push_back(1); std::cout << vec.empty(); // 输出 0 (false) max_size()

返回容器理论上能容纳的最大元素个数（受内存限制）。

返回类型：size_t。

示例：

std::vector<int> vec; std::cout << vec.max_size(); // 输出很大数字（如 2³²-1 或 2⁶⁴-1） 2. 元素访问 operator[]

通过索引访问元素（不检查越界）。

返回类型：元素类型的引用（T&）。

只适用于支持随机访问的容器（如 vector, deque）。

示例：

std::vector<int> vec = {10, 20, 30}; std::cout << vec[1]; // 输出 20 vec[1] = 50; // 修改为 50 at(size_t n)

通过索引访问元素（带越界检查，抛出 std::out_of_range 异常）。

返回类型：元素类型的引用（T&）。

示例： std::vector<int> vec = {10, 20}; std::cout << vec.at(1); // 输出 20 // vec.at(5); // 抛出异常：out of range front()

返回第一个元素的引用。

示例：

std::vector<int> vec = {1, 2, 3}; std::cout << vec.front(); // 输出 1 back()

返回最后一个元素的引用。

示例：

std::vector<int> vec = {1, 2, 3}; std::cout << vec.back(); // 输出 3 3. 修改容器 push_back(const T& value)

在容器末尾添加一个元素（vector, list, deque 支持）。

示例：

std::vector<int> vec; vec.push_back(42); // vec = {42} pop_back()

删除最后一个元素（不返回）。

示例：

std::vector<int> vec = {1, 2, 3}; vec.pop_back(); // vec = {1, 2} clear()

删除所有元素，使容器变空。

示例：

std::vector<int> vec = {1, 2, 3}; vec.clear(); // vec 变空，size() == 0 insert()

在指定位置插入元素（具体参数因容器不同）。

示例（vector）：

std::vector<int> vec = {1, 3}; vec.insert(vec.begin() + 1, 2); // vec = {1, 2, 3} erase()

删除指定位置或范围的元素。

示例：

std::vector<int> vec = {1, 2, 3}; vec.erase(vec.begin()); // vec = {2, 3} 4. 迭代器相关 begin()

返回指向第一个元素的迭代器。

示例：

std::vector<int> vec = {1, 2, 3}; auto it = vec.begin(); // it 指向 1 end()

返回指向末尾后一位置的迭代器（不指向最后一个元素）。

示例：

std::vector<int> vec = {1, 2, 3}; auto it = vec.end(); // 指向 3 之后的“哨兵”位置 rbegin() 和 rend()

返回反向迭代器（从末尾向开头遍历）。

示例：

std::vector<int> vec = {1, 2, 3}; auto rit = vec.rbegin(); // 指向 3 std::vector 的特有成员函数  1. capacity()

返回当前分配的内存容量（可能大于 size()）。

示例：

std::vector<int> vec; vec.push_back(1); std::cout << vec.capacity(); // 可能输出 1、2、4（实现依赖） 2. reserve(size_t n)

预分配内存空间，避免频繁扩展。

示例：

std::vector<int> vec; vec.reserve(10); // 预留空间给 10 个元素 vec.push_back(1); // 不会重新分配内存 3. resize(size_t n)

调整容器大小，多余元素删除，缺少元素用默认值填充。

示例：

std::vector<int> vec = {1, 2}; vec.resize(4); // vec = {1, 2, 0, 0} vec.resize(1); // vec = {1} 4. shrink_to_fit()（C++11 起）

缩小容量以匹配当前大小（非强制，可能无效）。

示例：

std::vector<int> vec(100); // 容量 >= 100 vec.resize(10); vec.shrink_to_fit(); // 试图将容量缩小到 10 其他容器的特有函数（简单介绍） std::list：

push_front()：在头部添加元素。

pop_front()：删除头部元素。

std::map：

find(key)：查找键对应的元素。

insert({key, value})：插入键值对。

std::set：

count(value)：检查值是否存在（返回 0 或 1）。