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定义和初始化 vector 对象(三十八)

news 来源：原创 2025/6/20 2:47:09

1. 常见初始化方式

下面的表 3.4 列出了初始化 vector 对象的常用方法，其中 T 表示 vector 内元素的类型。

语法形式	说明
`vector<T> v1;`	默认初始化：创建一个空 vector，v1 不含任何元素；元素类型为 T，后续可通过 push_back 等操作添加元素。
`vector<T> v2(v1);`	直接拷贝初始化：v2 是 v1 的副本，包含 v1 中所有元素；等价于 `vector<T> v2 = v1;`。
`vector<T> v2 = v1;`	拷贝初始化：将 v1 的所有元素拷贝给 v2。
`vector<T> v3(n, val);`	直接初始化：创建一个包含 n 个元素的 vector，每个元素都被初始化为 val。
`vector<T> v4(n);`	直接初始化：创建一个包含 n 个值初始化的元素的 vector。对内置类型来说，每个元素值为 0；对类类型，则调用默认构造函数。
`vector<T> v5{a, b, c, ...};`	列表初始化：使用花括号将若干初始值列表传入，v5 的元素个数即为列表中初始值的个数，每个元素依次赋值为相应的初始值。
`vector<T> v5 = {a, b, c, ...};`	拷贝列表初始化：效果等同于列表初始化，v5 被初始化为包含 a, b, c… 的 vector 对象。

例如：

#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
using std::vector;
using std::string;
using std::cout;
using std::endl;

int main() {
    // 默认初始化：创建一个空 vector，对象中没有元素
    vector<string> svec;
    
    // 直接拷贝初始化：v2 包含 svec 中所有元素的副本（此时 svec 为空，所以 v2 也为空）
    vector<string> v2(svec);
    vector<string> v2_2 = svec; // 等价于 v2(svec)

    // 创建一个包含 10 个元素的 vector，每个元素均初始化为 "hi!"
    vector<string> v3(10, "hi!");
    
    // 创建一个包含 10 个元素的 vector，每个元素为值初始化
    vector<int> v4(10); // 对于 int，值初始化的结果为 0

    // 列表初始化：使用 initializer_list 创建 vector
    vector<string> v5{"a", "an", "the"};
    vector<string> v5_2 = {"a", "an", "the"};  // 等价于列表初始化

    // 输出部分内容以验证
    cout << "v3 size: " << v3.size() << endl;   // 输出 10
    cout << "v4 elements: ";
    for (auto n : v4)
        cout << n << " "; // 每个元素为 0
    cout << endl;
    cout << "v5 contents: ";
    for (const auto &s : v5)
        cout << s << " "; // 输出 a an the
    cout << endl;

    return 0;
}

2. 关于拷贝初始化与直接初始化的讨论

C++ 中提供了两种主要的初始化方式：

直接初始化 (Direct Initialization)：不使用等号，例如

vector<int> v1(10);      // 创建一个包含 10 个 int 元素的 vector，使用直接初始化
vector<int> v3(10, 1);   // 创建一个包含 10 个 int 元素，每个元素的值均为 1

拷贝初始化 (Copy Initialization)：使用等号，例如

vector<int> v2 = v1;     // 将 v1 的元素拷贝到 v2 中
vector<int> v5 = vector<int>(10, 1);  // 显式创建临时对象再拷贝给 v5

对于只有一个初始值（例如字符串字面值或已有 vector 对象）的情况，直接初始化与拷贝初始化效果通常是一样的。但当涉及多个初始参数时（例如指定元素数量和统一初始值），直接初始化更为直观，拷贝初始化则需要显式创建临时对象，读起来较为冗长且可读性较差。

3. 列表初始化与圆括号初始化的区别

在 C++11 中，除了传统的圆括号初始化，还可以使用花括号来进行列表初始化。列表初始化的含义取决于所提供初始值的数量和类型，常见的区别如下：

单个整数值
- vector<int> v1(10);
  解释：v1 被直接初始化为 10 个元素，每个元素均值初始化（对于 int，初始值为 0）。
- vector<int> v2{10};
  解释：v2 被列表初始化，列表中只有一个元素 10，所以 v2 有一个元素，其值为 10。
两个整数值
- vector<int> v3(10, 1);
  解释：v3 包含 10 个元素，每个元素的值均为 1。
- vector<int> v4{10, 1};
  解释：v4 被列表初始化，列表中有两个元素，分别是 10 和 1，因此 v4 包含两个元素，值分别为 10 和 1。

因此，在使用花括号时，编译器会尽可能将花括号中的值解释为元素初始值的列表，而不是用来构造 vector 对象的参数。

注意：
如果希望利用初始值来构造 vector 的元素数量及统一初始值，必须使用圆括号。例如：
vector<int> v3(10, 1);  // 正确，v3 有 10 个元素，每个元素为 1
而使用花括号：
vector<int> v4{10, 1};  // v4 有 2 个元素，分别为 10 和 1

4. 值初始化与直接初始化

当只提供 vector 对象中元素的数量而不指定初始值时，vector 会对每个元素执行值初始化。

对于内置类型（如 int），值初始化将每个元素初始化为 0。
对于类类型（如 string），调用默认构造函数来初始化对象（通常得到空字符串）。

例如：

vector<int> ivec(10);       // 10 个 int 元素，每个初始化为 0
vector<string> svec(10);    // 10 个 string 元素，每个默认初始化为空字符串

特殊限制：
如果 vector 的元素类型不支持默认初始化（例如某些类要求必须明确提供初始值），那么仅提供元素数量将无法完成初始化。
当只提供数量时，只能使用直接初始化的形式，而不能使用拷贝初始化。例如：
vector<int> vi = 10; // 错误：拷贝初始化不能仅用一个整数来表示 vector 的大小
正确做法应是：
vector<int> vi(10);

5. 小结

默认初始化：
vector<T> v; 创建一个空的 vector，随后可以通过 push_back 等操作动态添加元素。
拷贝初始化：
vector<T> v2 = v1; 或 vector<T> v2(v1); 都是创建一个新 vector，其内容为已有 vector 的副本。
直接初始化指定初始值：
vector<T> v3(n, val); 创建一个包含 n 个元素的 vector，每个元素初始化为 val。
列表初始化：
使用花括号形式初始化，例如 vector<T> v5{a, b, c};，此时 v5 的元素个数为花括号中的初始值个数，且每个元素分别初始化为对应的值。
圆括号与花括号的区别：
同样的数值在圆括号和花括号中可能有不同含义。例如，vector<int> v1(10); 表示 10 个元素（每个为 0），而 vector<int> v2{10}; 表示只有一个元素，其值为 10；vector<int> v3(10,1); 表示 10 个元素，每个为 1，而 vector<int> v4{10,1}; 表示两个元素，分别为 10 和 1。
值初始化：
当只提供元素数量时，元素根据其类型自动值初始化。