#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>

int main() {
    // 1. 初始化与基本操作
    std::vector<int> nums = {3, 1, 4, 1, 5};  // 初始化
    nums.push_back(9);        // 尾部插入
    nums.pop_back();          // 尾部删除
    
    // 2. 内存管理
    std::cout << "容量: " << nums.capacity() << std::endl;  // 预分配空间
    nums.shrink_to_fit();     // 释放多余内存
    
    // 3. 迭代器遍历
    for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    
    // 4. 算法集成
    std::sort(nums.begin(), nums.end());  // 快速排序
    auto pos = std::find(nums.begin(), nums.end(), 4); // 查找元素
    
    // 5. 高级技巧
    std::vector<std::vector<int>> matrix(3, std::vector<int>(4, 0)); // 二维动态数组
}

核心特性解析

1. 动态扩容

   • 初始容量为0，添加元素时按指数级增长（通常$2^n$）
   • capacity()获取预分配空间，size()获取实际元素数

2. 内存控制

   vector<int> v;
   v.reserve(1000);  // 预分配空间，避免频繁扩容
   

   使用emplace_back()直接构造元素，减少临时对象复制：

   v.emplace_back(42);  // 优于 push_back(42)
   

3. 迭代器失效

   操作类型	失效情况
   push_back()	可能引起全部迭代器失效
   insert()	插入点之后迭代器失效
   erase()	被删元素之后迭代器失效

4. 性能对比

   操作	时间复杂度	说明
   随机访问	$O(1)$	连续内存优势
   尾部插入	$O(1)$	均摊复杂度
   中间插入	$O(n)$	需移动后续元素

最佳实践

1. 优先用range-based for循环：

   for (const auto& num : nums) {
       // 安全遍历
   }
   

2. 避免vector<bool>特化版，改用deque<bool>或bitset

3. 移动语义优化大对象传输：

   std::vector<Matrix> data;
   data.push_back(Matrix(1000,1000));  // 触发复制构造
   data.push_back(std::move(Matrix(1000,1000))); // 移动构造
   

应用场景

1. 动态数据集：替代原生数组，自动管理内存
2. 中间结果存储：算法处理的临时容器
3. 矩阵表示：嵌套实现二维结构（需注意内存局部性）

通过data()成员函数可直接访问底层数组：

int* raw_ptr = nums.data(); // C++11起支持