C++ vector 마스터: 동적 배열, 반복자, 실전 예제 총정리

C++ vector란?

C++ vector는 요소가 추가되거나 제거될 때 자동으로 크기가 조정되는 동적 배열입니다. 요소들은 연속적으로 저장되어 빠른 인덱스 접근과 반복자를 통한 순회가 가능합니다.

삽입은 상각 상수 시간에 끝에서 발생합니다. 마지막 요소 제거도 상수 시간이지만, 처음이나 중간에서 삽입/삭제하려면 요소 이동이 필요해 선형 시간 복잡도가 듭니다.

언제 vector를 사용하는가?

• 시간에 따라 변경되는 요소들에 대한 크기 조절 가능한 컨테이너가 필요할 때
• 컬렉션의 최종 크기가 컴파일 타임에 알려지지 않았을 때

C++에서 vector 초기화 방법

std::vector<data-type> name (size, value); // size와 value는 선택 사항 

• data-type은 요소 타입 지정
• name은 vector 식별자
• 선택적 size 매개변수는 공간 예약; value는 모든 요소를 초기화

반복자(Iterators)

반복자들은 vector 요소들에 대한 포인터 같은 인터페이스를 제공합니다. 일반적인 반복자 함수들:

• begin() – 첫 번째 요소
• end() – 끝 다음 요소
• cbegin() – 첫 번째 요소로의 읽기 전용 반복자
• cend() – 마지막 요소 다음의 읽기 전용 반복자

수정자(Modifiers)

수정자들은 vector의 내용을 변경합니다. 주요 함수들:

• push_back() – 요소 추가
• insert() – 지정된 위치에 삽입
• pop_back() – 마지막 요소 제거
• erase() – 요소 범위 삭제
• clear() – 모든 요소 제거

예제 1: 기본 순회

#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
    std::vector<int> nums;
    for (int a = 1; a <= 5; ++a) {
        nums.push_back(a);
    }
    std::cout << "Output from begin and end: ";
    for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) {
        std::cout << *it << ' ';
    }
    std::cout << "\nOutput from cbegin and cend: ";
    for (auto it = nums.cbegin(); it != nums.cend(); ++it) {
        std::cout << *it << ' ';
    }
    return 0;
} 

출력:

예제 2: 고급 수정자

#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
    std::vector<int> nums;
    nums.assign(5, 1); // 5개 요소, 모두 1로 초기화
    std::cout << "Vector contents: ";
    for (size_t i = 0; i < nums.size(); ++i) {
        std::cout << nums[i] << ' ';
    }
    nums.push_back(2);
    std::cout << "\nLast element: " << nums.back();
    nums.pop_back();
    std::cout << "\nVector contents: ";
    for (int a : nums) std::cout << a << ' ';
    nums.insert(nums.begin(), 7);
    std::cout << "\nFirst element: " << nums.front();
    nums.clear();
    std::cout << "\nSize after clear(): " << nums.size();
    return 0;
} 

출력:

용량 함수(Capacity Functions)

다음 함수들로 vector의 저장 특성을 확인하고 조작하세요:

• size() – 현재 요소 수
• max_size() – 이론적 최대 요소 수
• capacity() – 할당된 저장 용량
• resize(n) – 요소 수를 n으로 변경, 필요에 따라 추가/제거
• empty() – vector가 비어 있으면 true

예제 3: 용량 탐색

#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
    std::vector<int> vector1;
    for (int x = 1; x <= 10; ++x) {
        vector1.push_back(x);
    }
    std::cout << "Vector size: " << vector1.size() << std::endl;
    std::cout << "Vector capacity: " << vector1.capacity() << std::endl;
    std::cout << "Maximum size of vector: " << vector1.max_size() << std::endl;
    vector1.resize(5);
    std::cout << "Vector size after resizing: " << vector1.size() << std::endl;
    if (!vector1.empty())
        std::cout << "Vector is not empty" << std::endl;
    else
        std::cout << "Vector is empty" << std::endl;
    return 0;
} 

출력:

핵심 요약

• C++ vector는 고효율의 자동 크기 조절 컨테이너입니다.
• 요소들은 연속된 메모리에 상주하여 빠른 임의 접근 제공
• 뒤쪽 삽입/제거는 상각 상수 시간; 앞쪽/중간은 선형 시간
• 예측 불가능하거나 변경되는 데이터 크기 시나리오에 이상적