聲明：雖然本系列博客與具體的編程語言無關。但是本文作者對c++相對比較熟悉，其次是java，所以難免會有視角上的偏差。舉例也大多是和這兩門語言相關。

Vector的出現主要是為了解決數組的靜態空間的問題。所謂靜態空間指的是一旦配置就不能改變。當然如果你硬要重新配置也是可以的，自己重新申請一塊空間，然後把數據搬過去。而vector是動態空間，它的內部機制會自行擴充空間以容納新元素。 可以用水桶裝水的例子來示意的感性認識一下。如圖1所示，不斷向水桶中裝水，那麽裝滿了之後怎麽辦呢。如果是數組的做法，那麽就需要自己搬一個更大的桶，把水裝進去。而如果是，vector的做法，那麽桶就可以自己隨著水的增多而變大哦。而且是水剛要滿時，水桶就自動變大。C++ vector自動增大至兩倍的容量。數組的做法與vector的做法分別如圖2和圖3。

圖1 裝水

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2 裝水-array

圖3 裝水-vector
那麽問題來了，怎麽能實現這種容量自增長呢，或者能夠從外部看上去是自增長呢？這時候就體現出面向對象的好處了我們可以構建一個類出來，這個類呢能夠幫助我們監測對象的容量，容量不夠的時候就自增容量至兩倍。這是容易做到的。可以通過一個私有的變量size就可以做到，每次先添加一個元素就增加1。當size與當前的容量一樣大的時候就擴容，並將數據拷貝到新的容器中，然後該釋放舊空間就釋放之類的。因為類的封裝，我們看不到這些內容，從外部看上去就實現了這種自增長容量的容器了。但是其原理必定也需要新構造一個空間出來。

圖4 vector

接來下介紹兩個概念：size，capacity。Begin和end之間的大小就是size，也就是當前的使用容量，可以理解成當前的水位；而capacity是當前所申請的空間大小，可以理解為水桶的容量。那麽當size==capacity的時候，就要capacity=capacity*2+1就可以了。當然實際操作起來並不是這麽簡單，不能把capacity*2+1就不管了，因為capacity也只是一個私有成員變量而已，咱們可不能自欺欺人。要做到實際創建這麽大的空間就需要空間分配啊，元素的搬移啊，實操起來還是比較麻煩的。這部分內容可參考《STL源碼剖析》4.2小節。另外一個問題是，如果我們不斷放水，當水量小到一定程度是，是不是大桶就是一種資源的浪費了呢？對應到程序上來就是空間的浪費。這時候可以換個小桶。那麽換多小的桶呢，一個自然的想法是1/2大小的，這樣與自增的大小就對應起來了。實際上在某些輸入情況下這是會產生性能問題的。比如在數據size 為1/2capacity時不斷插入然後刪除，那麽就會不停的換大桶小桶。在C++ stl中，選用1/4大小。

小秘密：下一篇將講解C++中的vector以及java中的vector與arrayList。

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作者：dnhua
來源：CSDN
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數據結構與算法（2）- vector概念介紹