C++ vector二维数组定义 C++嵌套vector初始化与访问【数组】

最安全的二维vector声明是vector mat;，初始化m行n列全0矩阵应写为vector mat(m, vector(n, 0))；需避免未定义值、越界访问及初始化语法误用。

vector> 声明与初始化的常见写法

直接定义空的二维 vector 是最安全的起点：vector> mat;。它等价于“空的行容器”，每行也为空，后续再用 push_back 或 resize 补充。想一步到位初始化成 m 行 n 列全 0 的矩阵，推荐：vector> mat(m, vector(n, 0));。注意第二个参数是 vector(n, 0) —— 这是一个临时对象，会被复制 m 次，不是引用共享。

容易踩的坑：

• 误写成 vector> mat(m, vector(n));（没给初值）：虽然合法，但每行元素值是未定义的（非零），尤其在 Release 模式下可能引发逻辑错误
• 用 mat[i][j] = x; 访问前没确保 mat.size() >= i+1 且 mat[i].size() >= j+1，会触发越界未定义行为，at() 可抛异常但性能略低
• 初始化时混用大括号和圆括号，如 vector> mat{{1,2},{3,4}}; 是合法的聚合初始化，但若嵌套类型含非平凡构造函数，某些编译器版本可能报错

访问二维 vector 元素时的边界检查与性能取舍

operator[] 不检查索引，快但危险；at() 抛 std::out_of_range 异常，适合调试或关键路径校验。实际项目中，多数人选择先用 at() 开发验证逻辑，上线前换回 []（前提是已确认索引范围受控）。

典型访问模式：

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• 按行遍历（缓存友好）：for (int i = 0; i
• 范围 for（简洁，但注意引用避免拷贝）：for (auto& row : mat) for (auto& elem : row) ...
• 获取某一行地址（可传参/修改）：vector& row0 = mat[0]; —— 必须确保 mat 非空，且不触发重分配（如后续 push_back 新行可能导致已有引用失效）

vector> 和原生二维数组的内存布局差异

vector> 实际是「指针数组 + 多段堆内存」：外层 vector 存的是内层 vector 的对象（每个含自己的 size/capacity/data），各内层 vector 的数据块物理上不连续。而 int arr[10][20] 是一块连续内存。这意味着：

• 随机访问 mat[i][j] 比原生数组多一次指针解引用（跳转到第 i 行首地址），L1 cache miss 概率更高
• 无法像 int* p = &arr[0][0]; 那样拿到整个矩阵的起始地址做批量操作
• 若需高性能密集计算（如图像处理、矩阵乘），应优先考虑一维 vector 模拟二维（vec[i * cols + j]）或使用专用库（Eigen、xtensor）

初始化含不同列数的“不规则”二维 vector

这是 vector> 的天然优势：每行长度可独立控制。例如构建三角矩阵或稀疏结构：

vector> jagged = {
    {1},
    {2, 3},
    {4, 5, 6}
};

或运行时动态构造：

• mat.resize(3); mat[0].resize(1); mat[1].resize(2); mat[2].resize(3);
• 逐行 push_back：mat.emplace_back(1, 1); mat.emplace_back(2, 2);（每行构造一个含 n 个默认值的 vector）

注意：这种不规则结构无法用单一 resize(m, vector(n)) 初始化，必须分步或用初始化列表。

真正麻烦的不是语法，而是搞清你到底需要「规则矩形」还是「灵活行长」——选错初始化方式，后面所有访问逻辑都得跟着改，而且越晚发现越难调。