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詳解C++ STL vector容器訪問元素的幾種方式

更新時間：2021年05月01日 10:19:40 投稿：zx

這篇文章主要介紹了詳解C++ STL vector容器訪問元素的幾種方式，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

學(xué)會如何創(chuàng)建并初始化 vector 容器之后，本節(jié)繼續(xù)來學(xué)習(xí)如何獲取（甚至修改）容器中存儲的元素。

訪問vector容器中單個元素

首先，vector 容器可以向普通數(shù)組那樣訪問存儲的元素，甚至對指定下標(biāo)處的元素進(jìn)行修改，比如：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    //獲取容器中首個元素
    cout << values[0] << endl;
    //修改容器中下標(biāo)為 0 的元素的值
    values[0] = values[1] + values[2] + values[3] + values[4];
    cout << values[0] << endl;
    return 0;
}

運行結(jié)果為：
1
14

顯然，vector 的索引從 0 開始，這和普通數(shù)組一樣。通過使用索引，總是可以訪問到 vector 容器中現(xiàn)有的元素。

值得一提的是，容器名[n]這種獲取元素的方式，需要確保下標(biāo) n 的值不會超過容器的容量（可以通過 capacity() 成員函數(shù)獲取），否則會發(fā)生越界訪問的錯誤。幸運的是，和 array 容器一樣，vector 容器也提供了 at() 成員函數(shù)，當(dāng)傳給 at() 的索引會造成越界時，會拋出std::out_of_range異常。

舉個例子：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    //獲取容器中首個元素
    cout << values.at(0) << endl;
    //修改容器中下標(biāo)為 0 的元素的值
    values.at(0) = values.at(1) + values.at(2) + values.at(3) + values.at(4);
    cout << values.at(0) << endl;
    //下面這條語句會發(fā)生 out_of_range 異常
    //cout << values.at(5) << endl;
    return 0;
}

運行結(jié)果為：
1
14

讀者可能有這樣一個疑問，即為什么 vector 容器在重載 [] 運算符時，沒有實現(xiàn)邊界檢查的功能呢？答案很簡單，因為性能。如果每次訪問元素，都去檢查索引值，無疑會產(chǎn)生很多開銷。當(dāng)不存在越界訪問的可能時，就能避免這種開銷。

除此之外，vector 容器還提供了 2 個成員函數(shù)，即 front() 和 back()，它們分別返回 vector 容器中第一個和最后一個元素的引用，通過利用這 2 個函數(shù)返回的引用，可以訪問（甚至修改）容器中的首尾元素。

舉個例子：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    cout << "values 首元素為：" << values.front() << endl;
    cout << "values 尾元素為：" << values.back() << endl;
    //修改首元素
    values.front() = 10;
    cout <<"values 新的首元素為：" << values.front() << endl;
    //修改尾元素
    values.back() = 20;
    cout << "values 新的尾元素為：" << values.back() << endl;
    return 0;
}

輸出結(jié)果為：
values 首元素為：1
values 尾元素為：5
values 新的首元素為：10
values 新的尾元素為：20

另外，vector 容器還提供了 data() 成員函數(shù)，該函數(shù)的功能是返回指向容器中首個元素的指針。通過該指針也可以訪問甚至修改容器中的元素。比如：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    //輸出容器中第 3 個元素的值
    cout << *(values.data() + 2) << endl;
    //修改容器中第 2 個元素的值
    *(values.data() + 1) = 10;
    cout << *(values.data() + 1) << endl;
    return 0;
}

運行結(jié)果為：
3
10

訪問vector容器中多個元素

如果想訪問 vector 容器中多個元素，可以借助 size() 成員函數(shù)，該函數(shù)可以返回 vector 容器中實際存儲的元素個數(shù)。例如：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    //從下標(biāo) 0 一直遍歷到 size()-1 處
    for (int i = 0; i < values.size(); i++) {
        cout << values[i] << " ";
    }
    return 0;
}

運行結(jié)果為：
1 2 3 4 5

注意，這里不要使用 capacity() 成員函數(shù)，因為它返回的是 vector 容器的容量，而不是實際存儲元素的個數(shù)，這兩者是有差別的。
關(guān)于 vector 容器 capacity() 和 size() 的差別，可以閱讀《STL vector容量（capacity）和大?。╯ize）的區(qū)別》一文。

或者也可以使用基于范圍的循環(huán)，此方式將會逐個遍歷容器中的元素。比如：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    for (auto&& value : values)
        cout << value << " ";
    return 0;
}

運行結(jié)果為：
1 2 3 4 5

另外還可以使用 vector 迭代器遍歷 vector 容器，這里以 begin()/end() 為例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> values{1,2,3,4,5};
    for (auto first = values.begin(); first < values.end(); ++first) {
        cout << *first << " ";
    }
    return 0;
}