详细阐述vector长度的多个方面

一、vector长度的定义和表示

1、vector是C++的标准库容器类型之一，用于动态的管理同类型数据集；

2、vector的长度可以使用size()函数获取，该函数返回一个整型值表示vector中元素的个数；

3、另一种获取vector长度的方法是使用vector的end()迭代器，end()指向vector的最后一个元素的下一个位置，所以vector长度等于end()-begin()。

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    vector<int> v{1,2,3,4,5};
    int len = v.size(); //获取vector长度
    cout << "vector的长度是：" << len << endl;
    return 0;
}

二、vector长度的修改和增减

1、通过调用resize(n)函数可以将vector的长度设置为n，若n小于原长度，则多余的元素将被删除；若n大于原长度，则新元素值为vector的默认值；

2、通过调用reserve(n)函数可以提前预留空间，当vector的长度达到n时就不会再进行内存重分配，从而提高效率；

3、可以使用push_back(x)将x插入到vector的末端，长度加一；使用pop_back()可删除末尾元素，长度减一；

4、可以使用insert(pos,x)在pos位置插入x，长度加一；使用erase(pos)可删除pos位置的元素，长度减一。

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    vector<int> v{1,2,3,4,5};
    v.resize(3); //将vector长度设置为3
    v.reserve(10); //预留10个空间
    v.push_back(6); //在末尾插入元素6
    v.pop_back(); //删除末尾元素
    v.insert(v.begin()+2, 7); //在第3个元素位置插入元素7
    v.erase(v.begin()+1); //删除第2个元素
    for(auto x:v){
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

三、vector长度的比较和遍历

1、可以使用==、!=、<、<=、>、>=等运算符比较两个vector的长度，两个vector长度相同且相应元素相等则认为它们相等；

2、通过迭代器遍历vector可以访问其中的元素，可以使用auto类型推断简化代码；

3、在C++11中，可以使用范围for循环来遍历vector，这种方法更简洁，推荐使用。

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    vector<int> v1{1,2,3,4,5}, v2{1,2,3};
    if(v1 == v2){
        cout << "v1和v2相等" << endl;
    } else {
        cout << "v1和v2不相等" << endl;
    }
    vector<int> v{1,2,3,4,5};
    auto it = v.begin(); //获取迭代器
    for(it; it != v.end(); it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    for(auto x:v){ //使用范围for循环遍历vector
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

四、vector长度的处理效率

1、当vector的长度很大时，频繁的插入、删除操作会导致大量的内存重分配和数据复制，影响效率；

2、在需要频繁插入、删除元素的情况下，可以使用list代替vector。list是另一种STL容器，它的插入、删除效率很高，但是随机访问效率很低；

3、在需要快速随机访问元素的情况下，还可以使用array代替vector。array是固定长度的数组容器，不支持动态调整大小，但是随机访问效率高。

#include <vector>
#include <list>
#include <array>
#include <chrono>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    vector<int> v;
    list<int> l;
    array<int,100000> a;
    auto start = chrono::steady_clock::now(); //记录开始时间
    for(int i=0; i<100000; i++){
        v.push_back(i); //往vector中插入元素
    }
    auto end = chrono::steady_clock::now(); //记录结束时间
    auto time = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end-start).count(); //计算用时
    cout << "向vector中插入100000个元素，用时：" << time << "微秒" << endl;
    start = chrono::steady_clock::now(); //记录开始时间
    for(int i=0; i<100000; i++){
        l.push_back(i); //往list中插入元素
    }
    end = chrono::steady_clock::now(); //记录结束时间
    time = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end-start).count(); //计算用时
    cout << "向list中插入100000个元素，用时：" << time << "微秒" << endl;
    start = chrono::steady_clock::now(); //记录开始时间
    for(int i=0; i<100000; i++){
        a[i] = i; //往array中插入元素
    }
    end = chrono::steady_clock::now(); //记录结束时间
    time = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end-start).count(); //计算用时
    cout << "向array中插入100000个元素，用时：" << time << "微秒" << endl;
    return 0;
}