C++中array和vector各有哪些对方不具备的功能

C++中array具备而vector不具备的功能有：1、更快的访问速度；2、适用于小数组等。vector具备而array不具备的功能有：1、动态分配内存；2、可变大小等。更快的访问速度是指由于array的内存分配是静态的，所以使用array比使用vector更加高效。

一、C++中array具备而vector不具备的功能

1、更快的访问速度

由于array在内存中是连续存储的，因此可以更快地访问元素，而vector由于需要动态分配内存，因此可能会导致访问速度慢一些。

2、适用于小数组

由于array的内存分配是静态的，对于较小的数组来说，使用array比使用vector更加高效。

3、使用与C语言接口

由于array和C语言中的数组类似，因此更适合与C语言进行交互。

4、更少的依赖关系

array不需要引入std命名空间，因为它是一个基础的C++数据类型。vector则需要引入std命名空间才能使用。

5、支持部分初始化

可以使用花括号初始化语法来部分初始化array，而vector则必须使用push_back或emplace_back方法一个个添加元素。

二、C++中vector具备而array不具备的功能

1、动态分配内存

vector可以在运行时动态地分配内存，而array在编译时就需要固定大小。

2、可变大小

vector可以随时改变大小，包括插入元素，删除元素等操作，而array的大小是固定的。

3、支持在尾部添加或删除元素

vector提供了在尾部添加或删除元素的方法，而array则需要手动进行相关操作。

4、复制构造函数

vector有复制构造函数，可以直接将一个vector复制给另一个vector，而array则需要手动进行遍历并逐个赋值。

5、更多高级操作

vector提供了更多高级操作，如排序、查找等，方便开发人员快速完成相关任务。

三、C++的array容器

array是c++ 11新增的序列容器，和其他容器的区别是，array的大小是固定的，无法动态扩展或者收缩。这也就意味着，在使用该容器的过程无法借由增加或移除元素而改变其大小，它只允许访问或者替换存储的元素。在使用该容器之前，代码中需引入 <array> 头文件。

1、初始化

# include <array>
std::array<double, 10> values;

由此，就创建好了一个名为 values 的 array 容器，其包含 10 个浮点型元素。但是，由于未显式指定这 10 个元素的值，因此使用这种方式创建的容器中，各个元素的值是不确定的（array 容器不会做默认初始化操作）。

通过如下创建 array 容器的方式，可以将所有的元素初始化为 0 或者和默认元素类型等效的值：

std::array<double, 10> values {};

当然，在创建 array 容器的实例时，也可以像创建常规数组那样对元素进行初始化：

std::array<double, 10> values {0.5,1.0,1.5,2.0};

可以看到，这里只初始化了前 4 个元素，剩余的元素都会被初始化为 0.0。

2、成员函数

• size() == max_size() 返回容器中当前元素的数量，其值始终等于初始化 array 类的第二个模板参数 N。
• empty() 判断容器是否为空，和通过size()==0判断条件功能相同，但效率更高。
• at() 返回容器中 n 位置处元素的引用，该函数自动检查 n 是否在有效的范围内，如果不是则抛出 out_of_range 异常。用at()访问相比下标方式更安全，但是因为多了安全检查性能更低。
• front(),back() 返回容器中第一个元素和最后一个元素的直接引用，该函数不适用于空的 array 容器。
• data() 返回一个指向容器首个元素的指针。利用该指针，可实现复制容器中所有元素等类似功能(values.data() == & values[0] == values.begin())。
• fill(val) 将 val 这个值赋值给容器中的每个元素。
• array1.swap(array2) 交换 array1 和 array2 容器中的所有元素，但前提是它们具有相同的长度和类型。

三、C++的vector容器

vector 容器是 STL 中最常用的容器之一，它和 array 容器非常类似，都可以看做是对 C++ 普通数组的“升级版”。不同之处在于，array 实现的是静态数组（容量固定的数组），而 vector 实现的是一个动态数组，即可以进行元素的插入和删除，在此过程中，vector 会动态调整所占用的内存空间，整个过程无需人工干预。

vector 常被称为向量容器，因为该容器擅长在尾部插入或删除元素，在常量时间内就可以完成，时间复杂度为 O(1) ；而对于在容器头部或者中部插入或删除元素，则花费时间要长一些（移动元素需要耗费时间），时间复杂度为线性阶 O(n) 。

1、初始化

• vector() 创建一个空vector
• vector(int nSize) 创建一个vector,元素个数为nSize
• vector(int nSize,const t& t) 创建一个vector，元素个数为nSize,且值均为t
• vector(const vector&) 复制构造函数
• vector(begin,end) 复制[begin,end)区间内另一个数组的元素到vector中

std::vector<double> values;

注意，这是一个空的 vector 容器，因为容器中没有元素，所以没有为其分配空间。当添加第一个元素（比如使用 push_back() 函数）时，vector 会自动分配内存。

在创建好空容器的基础上，还可以像下面这样通过调用 reserve() 成员函数来增加容器的容量：

values.reserve(20);

这样就设置了容器的内存分配，即至少可以容纳 20 个元素。注意，如果 vector 的容量在执行此语句之前，已经大于或等于 20 个元素，那么这条语句什么也不做；另外，调用 reserve() 不会影响已存储的元素，也不会生成任何元素，即 values 容器内此时仍然没有任何元素。

2、成员函数

增加数据：

• void push_back(const T& x) 向量尾部增加一个元素X
• iterator insert(iterator it,const T& x) 向量中迭代器指向元素前增加一个元素x
• iterator insert(iterator it,int n,const T& x) 向量中迭代器指向元素前增加n个相同的元素x
• iterator insert(iterator it,const_iterator first,const_iterator last) 向量中迭代器指向元素前插入另一个相同类型向量的[first,last)间的数据

删除数据：

• iterator erase(iterator it) 删除向量中迭代器指向元素
• iterator erase(iterator first,iterator last) 删除向量中[first,last)中元素
• void pop_back() 删除向量中最后一个元素
• void clear() 清空向量中所有元素

迭代器：

• reference at(int pos) 返回pos位置元素的引用
• reference front() 返回首元素的引用
• reference back() 返回尾元素的引用
• iterator begin() 返回向量头指针，指向第一个元素
• iterator end() 返回向量尾指针，指向向量最后一个元素的下一个位置
• reverse_iterator rbegin() 反向迭代器，指向最后一个元素
• reverse_iterator rend() 反向迭代器，指向第一个元素之前的位置

其他函数：

• size() 返回实际元素个数
• max_size() 返回元素个数的最大值。这通常是一个很大的值，一般是 2³²−1，所以我们很少会用到这个函数
• resize() 改变实际元素个数
• capacity() 返回当前容量
• reserve() 改变容器容量
• shrink_to_fit() 将内存减少到等于当前元素实际所使用的大小
• at() 使用经过边界检查的索引访问元素，同array
• operator[ ] 重载了 [ ] 运算符，可以向访问数组中元素那样，通过下标即可访问甚至修改 vector 容器中的元素
• front(), back() 分别是第一个和最后一个元素的引用
• data() 返回指向容器中第一个元素的指针
• emplace() 在指定的位置直接生成一个元素
• emplace_back() 在序列尾部生成一个元素

延伸阅读

C++的数组数据结构

C++ 支持数组数据结构，它可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。数组是用来存储一系列数据，但它往往被认为是一系列相同类型的变量。数组的声明并不是声明一个个单独的变量，比如number0、number1、…、number99，而是声明一个数组变量，比如numbers，然后使用numbers[0]、numbers[1]、…、numbers[99]来代表一个个单独的变量。数组中的特定元素可以通过索引访问。所有的数组都是由连续的内存位置组成。最低的地址对应第一个元素，最高的地址对应最后一个元素。