数组和 std::vector
的区别
数组和 std::vector
是 C++ 中常用的两种数据结构,分别用于存储一组相同类型的元素。它们在内存管理、功能特性和性能方面有显著的区别。
1. 定义
数组
数组是一种固定大小的数据结构,其大小在创建时确定,无法动态调整。数组可以分配在栈上(静态数组)或堆上(动态数组)。
std::vector
std::vector
是 C++ 标准库中的一种动态数组,其大小可以动态调整。std::vector
的内存总是动态分配的,通常在堆上。
2. 特点
数组
- 固定大小:数组的大小在创建时确定,无法动态调整。
- 内存分配:可以分配在栈上(静态数组)或堆上(动态数组)。
- 直接访问:通过下标直接访问元素,性能较高。
- 功能有限:不支持动态扩展、插入和删除等操作。
std::vector
- 动态大小:
std::vector
的大小可以动态调整,支持自动扩展和收缩。 - 动态内存分配:内存总是动态分配的,通常在堆上。
- 丰富功能:提供了动态扩展、插入、删除、迭代器等操作。
- 性能开销:在需要扩展时可能会重新分配内存,导致性能开销。
3. 使用场景
数组
- 固定大小数据:适用于数据大小已知且不变的场景。
- 高性能需求:适用于对性能要求较高的场景,如嵌入式系统、实时系统。
- 简单数据结构:适用于不需要动态调整大小的简单数据结构。
std::vector
- 动态大小数据:适用于数据大小不确定或需要动态调整的场景。
- 复杂数据结构:适用于需要频繁插入、删除和扩展的场景。
- 开发效率:适用于需要快速开发和维护的场景。
4. 对比总结
特性 | 数组 | std::vector |
---|---|---|
大小 | 固定大小 | 动态大小 |
内存分配 | 栈或堆 | 堆 |
功能 | 直接访问元素 | 动态扩展、插入、删除等操作 |
性能 | 高性能 | 动态扩展时可能有性能开销 |
适用场景 | 固定大小数据、高性能需求 | 动态大小数据、复杂数据结构 |