C++ 的 vector 与 array:用哪个?

先给短答案,再讲面试和真实代码里真正要紧的细节。

十秒答案

默认用 std::vector。只有当"大小是题目的一部分"时才用定长数组(而且用 std::array,不用 C 数组)。后面全在解释为什么 — 因为"就用 vector"这句话扛不住追问。

三种容器,一个思想

	C 数组	std::array	std::vector
大小	编译期固定	编译期固定	运行期可增可减
住在哪	声明处（局部就在栈上）	声明处	数据在堆;对象本身随便放
知道自己多长吗	不知道 — 自己记	知道 — `.size()`	知道 — `.size()`
可拷贝?	不行（退化成指针）	行	行
传进函数	别扭（变指针,长度丢失）	干净	干净
越界检查	无	`.at()` 有	`.at()` 有,`[]` 无

各自长什么样

#include <array>
#include <vector>

int main() {
    int raw[5] = {1, 2, 3, 4, 5};          // C 数组:大小是类型的一部分
    std::array<int, 5> fixed = {1, 2, 3, 4, 5}; // 定长,但是真类型
    std::vector<int> grow = {1, 2, 3};     // 可变长

    grow.push_back(4);                     // 现在装着 1 2 3 4
    return 0;
}

注:浏览器练习场目前覆盖教学核心(iostream、cmath、cstdio……),这类片段请在桌面编译器上跑 — 或等练习场支持容器。

vector 为什么默认赢

运行期才知道大小。真实数据大多编译期不知道长度:文件的行、用户的输入、网络消息。vector 会长大;数组不会。
它记得自己的长度。裸数组传进函数悄悄退化成指针 — 缓冲区溢出的经典源头。vector 走到哪 .size() 跟到哪。
它也不慢。vector 的存储和数组一样是一整块连续内存。迭代性能在度过最初的扩容期后通常与数组相同;预知最终大小就先 reserve(n),几乎无代价。
它跟谁都合得来 — 范围 for、std::sort 等算法、标准库全家桶。

什么时候定长数组真的更好

大小由问题本身定死:一周七天、棋盘 8×8、RGB 三个分量。
嵌入式热点循环里要零堆分配 — std::array 永不分配。
对象要放栈上且确认很小。

值得备好的面试追问

"vector 怎么扩容?" 撞到容量时分配更大的块（常见 ~1.5× 或 2×）并把元素搬过去 — 所以反复 push_back 依然是摊还 O(1)。
"vector<bool> 是什么?" — 陷阱题:它是按位打包的特化版本,行为不像普通 vector。
"size() 和 capacity() 的区别?" — size() = 在用元素数;capacity() = 下次扩容前已开好的槽位。
"vector 会让指针失效吗?" — 会:任何扩容或 insert/erase 都可能搬走存储。别在修改后保留指向 vector 内部的裸指针/引用。

经验法则

写 std::vector,直到测出不该用的理由。天然定长?用 std::array。裸 C 数组留给与 C 代码交互和极限嵌入式场景 — 即便那时也要包一层。