C++复健笔记 Vol.3：vector 和 string

发布于 2026年5月28日 3147 字约 16 分钟

摘要

复习机考里最常用的两个 STL 类型：动态数组 vector 和字符串 string。|

C 语言里写数组和字符串，总要操心长度、边界和结尾的 \0。C++ 里有 vector 和 string，很多时候会舒服不少。当然，舒服不代表不用脑子，尤其是下标、迭代器失效、输入整行字符串这些地方，还是很容易写出一些自信但错误的代码。

vector：动态数组

vector 可以理解成长度可变的数组。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> a;

    a.push_back(10);
    a.push_back(20);
    a.push_back(30);

    cout << a.size() << '\n';
    cout << a[0] << ' ' << a[1] << ' ' << a[2] << '\n';

    return 0;
}

常用操作先列一下：

vector<int> a;：空 vector。
vector<int> a(n);：长度为 n，元素默认初始化。
vector<int> a(n, x);：长度为 n，每个元素初始化为 x。
a.size()：元素个数。
a.empty()：是否为空。
a.push_back(x)：末尾加入元素。
a.pop_back()：删除末尾元素。
a.back()：最后一个元素。
a.clear()：清空。

读入 n 个数时，最常见写法：

int n;
cin >> n;

vector<int> a(n);
for (int i = 0; i < n; i++) {
    cin >> a[i];
}

如果不知道数量，或者边读边加：

vector<int> a;
int x;

while (cin >> x) {
    a.push_back(x);
}

遍历 vector

需要下标时，用普通 for：

for (int i = 0; i < (int)a.size(); i++) {
    cout << i << ": " << a[i] << '\n';
}

不需要下标时，用范围 for：

for (int x : a) {
    cout << x << '\n';
}

需要修改元素时，用引用：

for (int& x : a) {
    x *= 2;
}

大对象只读时，用 const 引用：

for (const string& s : names) {
    cout << s << '\n';
}

这里有一个小习惯：a.size() 的类型是 size_t，是无符号整数。机考里为了少和 signed / unsigned warning 纠缠，我通常会写：

for (int i = 0; i < (int)a.size(); i++) {
}

或者干脆提前存下来：

int n = a.size();
for (int i = 0; i < n; i++) {
}

排序和查找

排序需要 <algorithm>。

#include <algorithm>

升序：

sort(a.begin(), a.end());

降序：

sort(a.begin(), a.end(), greater<int>());

自定义排序：

vector<pair<int, int>> a = {{1, 3}, {1, 2}, {2, 1}};

sort(a.begin(), a.end(), [](const auto& x, const auto& y) {
    if (x.first != y.first) return x.first < y.first;
    return x.second > y.second;
});

这里 lambda 的意思是：先按第一维升序，第一维相同再按第二维降序。

查找某个值：

auto it = find(a.begin(), a.end(), x);

if (it != a.end()) {
    cout << "found" << '\n';
}

如果 vector 已经有序，可以二分：

bool ok = binary_search(a.begin(), a.end(), x);

找第一个大于等于 x 的位置：

auto it = lower_bound(a.begin(), a.end(), x);
int pos = it - a.begin();

这部分后面二分专题再细写，现在先恢复 API。

二维 vector

二维数组可以用二维 vector：

int n, m;
cin >> n >> m;

vector<vector<int>> grid(n, vector<int>(m));

for (int i = 0; i < n; i++) {
    for (int j = 0; j < m; j++) {
        cin >> grid[i][j];
    }
}

初始化为某个值：

vector<vector<int>> dist(n, vector<int>(m, -1));

方向数组也很常见：

int dx[4] = {1, -1, 0, 0};
int dy[4] = {0, 0, 1, -1};

for (int k = 0; k < 4; k++) {
    int nx = x + dx[k];
    int ny = y + dy[k];
}

二维 vector 写起来方便，但每一行本质上是单独的 vector，不是一整块连续的二维数组。一般机考不太需要关心这个，知道即可。

vector 的几个坑

第一，[] 不检查越界。

vector<int> a(3);
cout << a[10] << '\n'; // UB

如果想检查越界，可以用：

a.at(10)

第二，空 vector 不能直接 back() 或 pop_back()。

if (!a.empty()) {
    a.pop_back();
}

第三，遍历时修改 vector 大小要小心。

for (int i = 0; i < (int)a.size(); i++) {
    if (a[i] == 0) {
        a.push_back(1);
    }
}

这种代码可能导致循环范围不断变化。不是一定错，但要明确自己在干什么。

string：更好用的字符数组

string 是 C++ 里的字符串类型。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "hello";

    cout << s.size() << '\n';
    cout << s[0] << '\n';

    return 0;
}

常用操作：

s.size()：长度。
s.empty()：是否为空。
s[i]：第 i 个字符。
s.push_back(c)：末尾加字符。
s += t：拼接字符串。
s.substr(pos, len)：截取子串。
s.find(t)：查找子串。

例子：

string s = "abcdef";

cout << s.substr(2, 3) << '\n'; // cde
cout << s.find("cd") << '\n';   // 2

find 找不到时会返回 string::npos：

if (s.find("xy") == string::npos) {
    cout << "not found" << '\n';
}

cin 和 getline

cin >> s 会读到空白字符为止：

string s;
cin >> s;

输入：

hello world

这里只会读到 hello。

如果要读整行，用 getline：

string line;
getline(cin, line);

但如果前面刚用过 cin >> n，换行符还留在输入缓冲区里，直接 getline 可能读到空行。

int n;
cin >> n;

string line;
getline(cin, line); // 可能读到上一行剩下的换行

常用处理：

int n;
cin >> n;
cin.ignore();

string line;
getline(cin, line);

如果要更稳一点，可以写：

#include <limits>
cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');

字符串遍历和修改

遍历字符：

for (char c : s) {
    cout << c << '\n';
}

修改字符：

for (char& c : s) {
    if ('a' <= c && c <= 'z') {
        c = c - 'a' + 'A';
    }
}

也可以用 <cctype>：

#include <cctype>

for (char& c : s) {
    c = toupper(c);
}

注意 toupper 返回的是 int，赋回 char 一般没问题，但要知道它不是直接返回 char。

小练习：统计单词长度

写一个简单练习：读入一整行，按空格切分，输出每个单词的长度。

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    string line;
    getline(cin, line);

    stringstream ss(line);
    string word;
    vector<int> lengths;

    while (ss >> word) {
        lengths.push_back(word.size());
    }

    for (int x : lengths) {
        cout << x << ' ';
    }
    cout << '\n';

    return 0;
}

这里顺手用到了 stringstream，它可以把一个字符串当成输入流来读。以后处理“一行里有多个元素”的输入时会很方便。

小结

vector：动态数组，重点是初始化、遍历、排序、二维写法和边界。
string：字符串，重点是 cin / getline、子串、查找和逐字符处理。
范围 for 默认拷贝，需要修改时写引用。
大对象只读时用 const T&。
sort、find、lower_bound 这些 API 要写熟。

下一篇继续补几个常用 STL 容器：stack、queue、deque、set、map、priority_queue。