从内存管理到迭代器失效：vector 设计者不得不面对的难题

// 召唤一个空空如也的百宝箱 🎁
vector<int> empty_box;

// 创建一个能装 5 个数字的箱子，默认都是 0（好像什么都没装一样）🎯
vector<int> five_box(5);

// 变出一个装了 3 个数字 10 的箱子（像是复制了三个相同的宝物）💎
vector<int> three_box(3, 10);

// 直接把一组宝物放进箱子里（这些宝物排队进去）🎪
vector<int> treasure_box = {1, 2, 3, 4, 5};

// 复制一个一模一样的百宝箱（像是用复制魔法一样）✨
vector<int> copy_box(treasure_box);

// 先准备一个装了三个宝物的百宝箱
vector<int> my_box = {1, 2, 3};

// 往箱子里添加新的宝物 🎁
my_box.push_back(4);     // 往箱子尾巴上挂个新宝物

// 查看箱子里的宝物 👀
int first = my_box[0];          // 偷看第一个宝物
int last = my_box.back();     // 看看最后放进去的是啥
int safe_look = my_box.at(1);      // 用防护罩查看（如果位置不对会提醒你）

// 检查箱子的状态 📏
size_t current_size = my_box.size();      // 数数现在有几个宝物
size_t max_capacity = my_box.capacity();   // 看看箱子最多能装多少

// 拿走最后放进去的宝物 🎯
my_box.pop_back();                    // 像变魔术一样，最后一个不见啦！

vector<int> gems = {1, 2, 3, 4, 5};  // 我们的宝石收藏 ✨

// 像个冒险家一样，从洞口走到洞底 🚶♂️
// begin() 是洞口，end() 是洞底，it 是我们的脚步
for (auto it = gems.begin(); it != gems.end(); ++it) {
    cout << *it << " ";  // 一路欣赏每颗宝石
}

// 倒着探索！从洞底往回走 🔄
// rbegin() 是洞底，rend() 是洞口，就像倒着看展览
for (auto it = gems.rbegin(); it != gems.rend(); ++it) {
    cout << *it << " ";  // 从后往前看每颗宝石
}

// 懒人专属：直接传送参观！🌟
// 范围 for 循环就像是传送带，自动带你看遍所有宝石
for (const auto& gem : gems) {
    cout << gem << " ";  // 躺着看宝石，轻松又愉快！
}

// 让我们来建一个聪明的仓库系统！
vector<int> smart_storage;

// 预言到之后会有一大波货物到来，提前准备100个位置 🔮
smart_storage.reserve(100);    

// 忙碌的一天过去了，搬运了很多货物...
// 现在仓库有点太空了，把多余的空间还给房东吧！
smart_storage.shrink_to_fit(); // 省钱省空间，经济又实惠！💰

// 派对达人的聪明计划 🎪
vector<int> party_list;
party_list.reserve(1000);    // 先准备 1000 个座位，省得临时搬椅子！
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
    party_list.push_back(i);  // 客人们有序入座，不用担心座位不够
}

vector<int> plate_stack;
plate_stack.push_back(1);    // 放一个盘子 🍽️
plate_stack.push_back(2);    // 再放一个 🍽️
int top_plate = plate_stack.back();  // 偷看最上面的盘子 👀
plate_stack.pop_back();      // 拿走最上面的盘子 ✨

vector<int> storage = {1, 2, 3};
storage.clear();            // 先把东西都清空，但房间还在 🏠
storage.shrink_to_fit();    // 把多余的空间退掉，省房租！💰

// 🎭 场景一：扩容时的消失魔法
vector<int> magic_chest = {1, 2, 3};
auto treasure_map = magic_chest.begin();  // 获得一张藏宝图

magic_chest.push_back(4);    // 往箱子里加入新宝物
// 哎呀！如果这时候发生了扩容，原来的藏宝图就失效啦！
// cout << *treasure_map;    // 🚫 危险！这张地图已经不准确了

// 🎪 场景二：中途插入的捣蛋鬼
vector<int> party_queue = {1, 2, 3, 4};
auto guest_position = party_queue.begin() + 2;  // 指向第三位客人

party_queue.insert(party_queue.begin(), 0);  // 有人插队到最前面
// 糟糕！后面所有人的位置都变了
// cout << *guest_position;  // 🚫 这个位置已经不准确了

// 🎯 场景三：清空魔法箱
vector<int> vanishing_box = {1, 2, 3};
auto item_pointer = vanishing_box.begin();

vanishing_box.clear();  // 施展清空魔法！
// 噗～所有的迭代器都消失了
// cout << *item_pointer;    // 🚫 这个迭代器已经失效啦

vector<int> safe_box = {1, 2, 3};
auto it = safe_box.begin();
safe_box.push_back(4);
it = safe_box.begin();  // 重新获取一个可靠的迭代器

vector<int> indexed_box = {1, 2, 3};
size_t position = 1;  // 使用索引记住位置
indexed_box.push_back(4);
cout << indexed_box[position];  // 索引永远不会失效！

vector<int> magic_items = {1, 2, 3};
// 先把所有需要的值都保存下来
vector<int> backup;
for(auto item : magic_items) {
    backup.push_back(item);
}
// 现在可以安全地修改原来的 vector 啦
magic_items.clear();

// 创建一个神奇的平方数列表
vector<int> magic_numbers;
for (int i = 1; i <= 10; ++i) {
    magic_numbers.push_back(i * i);  // 1, 4, 9, 16... 像魔法一样！🎩
}

// 创建一个 3x4 的游戏场地
vector<vector<int>> game_board(3, vector<int>(4, 0));  // 一个 3 行 4 列的空场地 🎯

// 在场地上放置一个方块
game_board[1][2] = 5;  // 在第 2 行第 3 列放个方块 🟦