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vector数组

vector原理：

vector的数据安排及操作方式与array非常相似。两者的唯一差别在于空间运用的灵活性。

array是静态空间，一旦配置好了就不能改变了，如果程序需要一个更大的array，只能自己再申请一个更大的array，然后将以前的array中的内容全部拷贝到新的array中。

vector是动态空间，随着元素的加入，它的内部机制会自动扩充空间以容纳新的元素。vector的关键技术在于对大小的控制以及重新分配时的数据移动效率。

vector采用的数据结构是线性的连续空间，他以两个迭代器start和finish分别指向配置得来的连续空间中目前已将被使用的空间。迭代器end_of_storage指向整个连续的尾部。

vector在增加元素时，如果超过自身最大的容量，vector则将自身的容量扩充为原来的两倍。扩充空间需要经过的步骤：重新配置空间，元素移动，释放旧的内存空间。一旦vector空间重新配置，则指向原来vector的所有迭代器都失效了，因为vector的地址改变了。

1、vector的内存是在栈中？

看STL源码剖析，vector的空间配置器是data_allocator，也就是simple_alloc，simple_alloc的实现就是std::alloc，根据申请的内存大小，决定用第一级配置器（malloc、free）还是第二级配置器（内存池），所以vector应该是分配在堆上的。

2.vector扩容：

1.新增元素：Vector通过一个连续的数组存放元素，如果集合已满，在新增数据的时候，就要分配一块更大的内存，将原来的数据复制过来，释放之前的内存，在插入新增的元素；

2.对vector的任何操作，一旦引起空间重新配置，指向原vector的所有迭代器就都失效了；

3.初始时刻vector的capacity为0，塞入第一个元素后capacity增加为1；

4.不同的编译器实现的扩容方式不一样，VS2015中以1.5倍扩容，GCC以2倍扩容。

3.push_back和emplace_back的区别:

使用push_back()向容器中加入一个右值元素(临时对象)时，首先会调用构造函数构造这个临时对象，然后需要调用拷贝构造函数将这个临时对象放入容器中。原来的临时变量释放。这样造成的问题就是临时变量申请资源的浪费。

emplace_back在容器尾部添加一个元素，这个元素原地构造，不需要触发拷贝构造和转移构造。

push_back()时间复杂度分析：

分为两种情况：

剩余空间足够： 无需重新分配空间，此时直接在数组尾部插入；

剩余空间不足时： 需要重新分配空间（扩充空间，重新配置、移动数据，释放原空

间） 其容量(capacity)会增大到原来的 m 倍。​现在我们来均摊分析方法来计算 push_back 操作的时间复杂度。 假定有 n 个元素,倍增因子为 m。那么完成这 n 个元素往一个 vector 中的push_back​操作，需要重新分配内存的次数大约为 logm(n)，第 i 次重新分配将会导致复制 m^i (也就是当前的vector.size() 大小)个旧空间中元素，因此 n 次 push_back操作所花费的总时间约为 n*m/(m - 1)； 很明显这是一个等比数列，那么 n 个元素，n 次操作，每一次操作需要花费时间为 m / (m - 1)，这是一个常量. 所以，我们采用均摊分析的方法可知，vector 中 push_back 操作的时间复杂度为常量时间.​O（1）

设分配i次，即分配m^i大小的空间

m^i=n

i=logm(n)

那么n次push_back操作所花费的时间为：

n*m/(m-1)等比数列

所花费时间为m/(m-1)次，所以使用均摊分析可得：

时间复杂度为O(1)

简单来说就是，均摊（Amortized）时间复杂度为O(1)。