vector 底层原理及其相关面试题

（1）vector的底层原理

vector底层是一个动态数组，包含三个迭代器，start和finish之间是已经被使用的空间范围，end_of_storage是整块连续空间包括备用空间的尾部。

当空间不够装下数据（vec.push_back(val)）时，会自动申请另一片更大的空间（1.5倍或者2倍），然后把原来的数据拷贝到新的内存空间，接着释放原来的那片空间【vector内存增长机制】。

当释放或者删除（vec.clear()）里面的数据时，其存储空间不释放，仅仅是清空了里面的数据。

因此，对vector的任何操作一旦引起了空间的重新配置，指向原vector的所有迭代器会都失效了。

（2）vector中的reserve和resize的区别

reserve是直接扩充到已经确定的大小，可以减少多次开辟、释放空间的问题（优化push_back），就可以提高效率，其次还可以减少多次要拷贝数据的问题。reserve只是保证vector中的空间大小（capacity）最少达到参数所指定的大小n。reserve()只有一个参数。

resize()可以改变有效空间的大小，也有改变默认值的功能。capacity的大小也会随着改变。resize()可以有多个参数。

（3）vector中的size和capacity的区别

size表示当前vector中有多少个元素（finish – start），而capacity函数则表示它已经分配的内存中可以容纳多少元素（end_of_storage – start）。

（4）vector的元素类型可以是引用吗？

vector的底层实现要求连续的对象排列，引用并非对象，没有实际地址，因此vector的元素类型不能是引用。

（5）vector迭代器失效的情况

当插入一个元素到vector中，由于引起了内存重新分配，所以指向原内存的迭代器全部失效。

当删除容器中一个元素后,该迭代器所指向的元素已经被删除，那么也造成迭代器失效。erase方法会返回下一个有效的迭代器，所以当我们要删除某个元素时，需要it=vec.erase(it);。

（6）正确释放vector的内存(clear(), swap(), shrink_to_fit())

vec.clear()：清空内容，但是不释放内存。

vector().swap(vec)：清空内容，且释放内存，想得到一个全新的vector。

vec.shrink_to_fit()：请求容器降低其capacity和size匹配。

vec.clear();vec.shrink_to_fit();：清空内容，且释放内存。

（7）vector 扩容为什么要以1.5倍或者2倍扩容?

根据查阅的资料显示，考虑可能产生的堆空间浪费，成倍增长倍数不能太大，使用较为广泛的扩容方式有两种，以2倍的方式扩容，或者以1.5倍的方式扩容。

以2倍的方式扩容，导致下一次申请的内存必然大于之前分配内存的总和，导致之前分配的内存不能再被使用，所以最好倍增长因子设置为(1,2)之间：

（8）vector的常用函数

vector<int> vec(10,100);        创建10个元素,每个元素值为100
vec.resize(r,vector<int>(c,0)); 二维数组初始化
reverse(vec.begin(),vec.end())  将元素翻转
sort(vec.begin(),vec.end());    排序，默认升序排列
vec.push_back(val);             尾部插入数字
vec.size();                     向量大小
find(vec.begin(),vec.end(),1);  查找元素
iterator = vec.erase(iterator)  删除元素

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