C++ STL: std::vector与std::array的深入对比
2024-08-01科技
std::vector 和 std::array 都是 C++ 标准模板库 (STL) 中用于存储数据的容器，但它们在设计目的、内存管理、性能特征等方面存在显著差异。
动态与静态大小
std::vector：是一个动态数组，它的大小可以在运行时改变。当你添加或删除元素时，std::vector 会自动调整其内部容量，必要时重新分配内存。
std::array：是一个固定大小的数组，必须在编译时确定其大小。一旦创建，std::array 的大小就不能改变。
内存管理
std::vector：使用动态内存分配
，这意味着它可以自由地增长和收缩。当 std::vector 的容量不足时，它会重新分配更大的内存块，将原有数据复制过去，并释放旧内存。这个过程可能会导致性能开销，尤其是在频繁添加元素时。
上面的代码，我们没有指定vector的大小，而是通过push_back方法添加元素。
std::array：使用静态内存分配
，元素存储在栈上或作为对象的成员时直接分配在对象内。这种内存管理方式提供了更好的性能和确定性，因为没有动态内存分配带来的开销和潜在的碎片问题。
上面的代码，指定大小为3，如果初始化给4个值会报错。
性能:
std::vector：对于随机访问和迭代操作，std::vector 提供了很好的性能，因为元素连续存储在内存中。但是，插入和删除操作（尤其是中间位置的操作）可能很慢，因为它可能需要移动大量元素。
std::array：同样支持快速的随机访问，但由于其大小固定，插入和删除操作通常不适用，除非整个数组被重新创建。
使用场景:
std::vector：
适合于大小未知或可能变化的场景
，如读取文件内容、存储动态生成的数据等。
std::array：
适合于大小已知且固定不变的场景
，如缓存固定数量的最近事件、实现固定大小的环形缓冲区等。
接口和使用方法:
std::vector接口
array接口
总结：
std::vector 和 std::array 提供了类似但不完全相同的接口。std::vector 更侧重于动态数组的功能，提供了更多的方法来调整容器的大小和容量，而 std::array 专注于固定大小数组的操作，没有提供改变大小的方法，但提供了更快的访问速度和更少的运行时开销。在选择使用哪个容器时，应根据具体的需求和场景来决定。
