C ++中的std :: vector与std :: array

在C ++中，a std::vector和an 有什么区别std::array？什么时候应该优先于另一个？各自的优缺点是什么？我教科书所做的只是列出它们的相同之处。

std::vector是一个模板类，封装了存储在堆中的动态数组¹，如果添加或删除元素，该数组会自动增长和收缩。它提供了所有的钩子（begin()，，end()迭代器等），使其与STL的其余部分正常工作。它还有几种有用的方法，可让您执行在普通数组上比较麻烦的操作，例如在向量中间插入元素（它处理将以下元素移到幕后的所有工作）。

由于它将元素存储在分配给堆的内存中，因此相对于静态数组，它具有一些开销。

std::array是一个模板类，封装了一个静态大小的数组，该数组存储在对象本身内部，这意味着，如果在堆栈上实例化该类，则数组本身将在堆栈上。它的大小必须在编译时就知道（作为模板参数传递），并且不能增长或缩小。

它比限制更多std::vector，但通常效率更高，尤其是对于小尺寸，因为实际上它主要是围绕C样式数组的轻量级包装。但是，由于禁用了对指针的隐式转换，并且它提供了std::vector和其他容器的许多STL相关功能，因此它更加安全，因此您可以轻松地将其与STL算法和co一起使用。无论如何，由于固定大小的局限性，它的灵活性远小于std::vector。

作为介绍std::array，看一下这篇文章 ; 有关其std::vector可能的操作的快速介绍和操作，您可能需要查看其文档。

1. 实际上，我认为在标准中，它们是根据不同操作的最大复杂性来描述的（例如，在恒定时间内随机访问，在线性时间内对所有元素进行迭代，在恒定摊销时间内最后对元素进行添加和删除，等等），但AFAIK除了使用动态数组外，没有其他方法可以满足这些要求。如@Lucretiel所述，该标准实际上要求元素是连续存储的，因此它是一个动态数组，存储在关联的分配器放置它的位置。

使用std::vector<T>类：

• …… 就像使用内置数组一样快，假设您仅在执行内置数组允许的操作（对现有元素进行读写）。

• ...在插入新元素时自动调整大小。

• ...允许您在向量的开头或中间插入新元素，自动将其余元素“向上”移位（这有意义吗？）。它还允许您删除中的任意位置的元素std::vector，从而自动将其余元素向下移动。

• ...允许您使用该at()方法执行范围检查的读取（[]如果您不希望执行此检查，则可以始终使用索引器）。

有2点使用三种主要的注意事项std::vector<T>：

1. 您没有对基础指针的可靠访问，如果要处理需要数组地址的第三方函数，则可能会遇到问题。

2. 这个std::vector<bool>班很傻。它实现为压缩位域，而不是数组。如果您想要一个bools 数组，请避免使用它！

3. 在使用期间，std::vector<T>s将比具有相同数量元素的C ++数组大一些。这是因为它们需要跟踪少量其他信息，例如它们的当前大小，并且因为每当std::vector<T>调整大小时，它们都会保留所需的更多空间。这是为了防止每次插入新元素时都必须调整它们的大小。可以通过提供一个custom来更改此行为allocator，但是我从来没有觉得需要这样做！

编辑：在阅读Zud对问题的答复后，我觉得我应该添加以下内容：

的std::array<T>类是不一样的，为C ++阵列。std::array<T>是围绕C ++数组的非常薄的包装器，其主要目的是向类用户隐藏指针（在C ++中，数组隐式转换为指针，通常会产生令人沮丧的效果）。所述std::array<T>类还存储它的大小（长度），其可以是非常有用的。

为了强调@MatteoItalia提出的观点，效率差异是数据的存储位置。堆内存（需要使用vector）需要调用系统来分配内存，如果要计算周期，这可能会很昂贵。堆栈内存（可能是array）在时间上实际上是“零开销”，因为仅通过调整堆栈指针即可分配内存，并且在输入函数时只需执行一次即可。堆栈还避免了内存碎片。可以肯定的是，std::array不会总是出现在堆栈中。它取决于分配它的位置，但是与向量相比，它仍然会减少堆中的内存分配。如果你有一个

• 小的“数组”（说少于100个元素）-（典型的堆栈约为8MB，因此，如果您的代码是递归的，则不要在堆栈上分配过多的KB或更少的空间）
• 大小将是固定的
• 生存期在函数范围内（或者是与父类具有相同生存期的成员值）
• 您正在计算周期，

绝对使用std::array一个向量。如果这些要求中的任何一项都不成立，请使用std::vector。

如果您正在考虑使用多维数组，则std :: array和std :: vector之间还有另外一个区别。多维std :: array会将元素包装在所有维度的内存中，就像ac样式数组一样。多维std :: vector不会在所有维度上打包。

给出以下声明：

int cConc[3][5];
std::array<std::array<int, 5>, 3> aConc;
int **ptrConc;      // initialized to [3][5] via new and destructed via delete
std::vector<std::vector<int>> vConc;    // initialized to [3][5]

可以在c样式数组（cConc）或std :: array（aConc）中的第一个元素的指针遍历整个数组，方法是在每个元素前面加上1。他们被紧密包装。

指向向量数组（vConc）或指针数组（ptrConc）中第一个元素的指针只能在前5个（在这种情况下）元素中进行迭代，然后在我的系统上有12个字节的开销下一个向量。

这意味着初始化为[3] [1000]数组的std :: vector>数组将比初始化为[1000] [3]数组的std :: vector>数组小得多，并且两者在内存中都将比std大：数组以任何一种方式分配。

这也意味着您不能在不考虑内存开销的情况下简单地将多维矢量（或指针）数组传递给openGL，但是您可以将一个多维std :: array天真地传递给openGL并使其工作。

向量是容器类，而数组是分配的内存。