STL库中常用的容器类 vector 详解，包括基础用法以及内存空间的操作。
vector 概述
vector 的数据安排以及操作方式与数组类似，唯一的区别在与数组是静态空间，一旦声明之后就无法自动改变空间大小，需要手动扩充空间大小。而 vector 是动态空间，随着元素的加入，其内部机制会自行扩充空间以容纳新元素。
vector 基本操作
vector 迭代器
其迭代器为普通指针。
template <class T, class Alloc = alloc>
class vector{
...
protected:
iterator start; //表示目前使用空间的头
iterator finish; //表示目前使用空间的尾（最后一个元素的下一个地址）
iterator end_of_storage; //表示目前可用空间的尾
...
}
其中，end_of_storage 为 vector 的可用空间尾部，而不一定指向最后一个元素的下一个位置。详解见后续内存操作中。
vector 方法
iterator begin(); //返回使用空间头的迭代器
iterator end(); //返回使用空间尾的迭代器
size_type size(); //返回使用空间大小
size_type capacity(); //返回可用空间（已申请）大小
bool empty(); //返回是否为空
reference front(); //返回头元素的引用
reference back(); //返回尾元素的引用
void push_back(const T& x);
//将元素压入末尾
void pop_back(); //将尾端向前移动一个单位，放弃最后一个元素
iterator insert( iterator loc, const TYPE &val );
//在指定位置前插入元素val
void insert( iterator loc, size_type num, const TYPE &val );
//在指定位置前插入num个元素val
void insert( iterator loc, input_iterator start, input_iterator end );
//在指定位置前插入[start,end]区间所有元素
iterator erase(iterator pos);
//清除pos上的元素，返回原vector中pos指向的下一个元素的迭代器
void resize(size_type new_size);
//重新分配大小
void clear(); //清空所有元素
vector 的内存管理
vector 的使用空间大小与占用空间大小不一样，当往其尾部添加数据时，如果空间不足，它并不只会申请要添加的数据占用的空间大小，而是申请已有空间大小的二倍。所以占用空间总是大于等于已使用空间大小的。
vector 内存申请规则
利用一段代码来解释其内存空间申请规则，为了方便观察，我将运行结果写在了每行代码之后，下同：
int main()
{
int i;
vector<int> tv(2,9);
cout<<"size= "<<tv.size()<<endl; //size = 2
cout<<"capacity= "<<tv.capacity()<<endl; //capacity = 2
tv.push_back(1);
cout<<"size= "<<tv.size()<<endl; //size = 3
cout<<"capacity= "<<tv.capacity()<<endl; //capacity = 4
tv.push_back(2);
cout<<"size= "<<tv.size()<<endl; //size = 4
cout<<"capacity= "<<tv.capacity()<<endl; //capacity = 4
tv.push_back(3);
cout<<"size= "<<tv.size()<<endl; //size = 5
cout<<"capacity= "<<tv.capacity()<<endl; //capacity = 8
tv.push_back(4);
cout<<"size= "<<tv.size()<<endl; //size = 6
cout<<"capacity= "<<tv.capacity()<<endl; //capacity = 8
return 0;
}
可以很直观地得到以下结果： 当其初始化时，容量等于大小。当加入新元素之后的大小小于容量时，无需改变空间大小。当加入新元素之后的大小大于容量时，容量会扩大到原容量的两倍。 这样做避免了频繁地申请内存，移动数据，释放原内存。值得注意的是： 当 vector 的容量发生变化时，并不是在原有的空间接上新的空间，而是申请另外一块两倍大小的空间，所以指向原 vector 的迭代器会全部失效。
vector 内存空间的释放
继续来看一段代码：
int main()
{
vector<int> tv(4,9);
cout<<"size= "<<tv.size()<<endl; //size = 4
cout<<"capacity= "<<tv.capacity()<<endl; //capacity = 4
tv.erase(tv.begin());
cout<<"size= "<<tv.size()<<endl; //size = 3
cout<<"capacity= "<<tv.capacity()<<endl; //capacity = 4
tv.clear();
cout<<"size= "<<tv.size()<<endl; //size = 0
cout<<"capacity= "<<tv.capacity()<<endl; //capacity = 4
return 0;
}
可以从运行结果发现： 不论是 erase ，还是 clear 方法，都只能删除元素，无法删除占有的内存。 这样的设计是为了避免频繁的申请空间，所以当反复使用一个 vector 时，其优点就显现出来了。那如果要手动释放 vector 申请的内存空间怎么办呢？
答案是使用 swap 方法与空 vector 交换内存空间。
vector<int>().swap(tv);
当使用 vector 的构造函数并且旧容器当参数时，生成的新容器只会申请旧容器所有元素大小的空间，并不会申请和旧容器占有空间一样大的空间，也就是没有申请旧容器没有使用的空间。然后使用 swap 方法，交换新旧空间，这样就可以达到释放未使用空间的目的。
所以，和空 vector 交换空间就可以达到释放旧容器的所有空间的目的。
后记
这篇博文记录了STL库的最常用的容器 vector 的用法和内存释放方法。
