你遇到的问题很可能与 reserve() 和 resize() 的行为差异有关，结合底层数组指针的操作，以下是详细分析和解决方案：

---

原因分析

1. reserve() 的作用

   • vec.reserve(n) 仅预分配内存，将 capacity()（容量）扩大到至少 n，但 不会改变 size()（元素数量）。
   • 此时 vec.size() 仍为 0，所有通过 push_back() 添加的元素会从索引 0 开始填充，并逐步增加 size()。

2. 直接操作底层指针的陷阱

   • vec.data() 返回指向底层数组的指针，但如果你直接通过指针写入数据（例如 data()[i] = value），这 不会更新 size()。
   • 即使内存已分配，vec 仍认为没有元素（size() 为 0），因此 vec[i] 或迭代器访问时可能无法正确获取值（属于未定义行为）。

3. resize() 的修复效果

   • vec.resize(n) 会强制将 size() 设为 n，并根据需要初始化新元素。
   • 此时通过 data() 指针操作或 vec[i] 访问元素时，size() 已正确更新，访问合法。

---

示例复现问题

假设你写了类似以下代码：

std::vector<int> vec;
vec.reserve(10);       // 预分配容量为 10，size() 仍为 0

// 直接通过指针写入数据（但未更新 size()）
int* ptr = vec.data();
ptr[0] = 42;          // 写入第一个位置，但 vec.size() 仍为 0

vec.push_back(1);      // size() 变为 1，此时 ptr[0] 可能被覆盖（取决于实现）

std::cout << vec.size();      // 输出 1（但你以为已经写入了 42 和 1？）
std::cout << vec[0];          // 输出 1（42 被 push_back(1) 覆盖）

---

解决方案

1. 明确 reserve() 的用途

   • reserve() 仅用于优化性能（减少多次 push_back() 时的内存重分配），不会创建有效元素。
   • 若需要初始化元素，应使用 resize() 或 vector<int> vec(n, 0)。

2. 避免直接操作底层指针

   • 除非你明确知道自己在做什么，否则优先使用 push_back()、emplace_back() 或迭代器插入元素。
   • 如果必须直接操作指针：

     vec.resize(n);        // 先设置 size()
     int* ptr = vec.data();
     ptr[i] = value;       // 安全操作，因为 size() 已正确更新

3. 区分 reserve() 和 resize()

   方法	作用	是否改变 size()	是否初始化元素
   reserve(n)	预分配内存（容量 ≥n）	否	否
   resize(n)	调整元素数量为 n	是	是（默认或指定值初始化）
   push_back()	尾部添加元素	是（size()++）	是

---

修正后的代码示例

std::vector<int> vec;
vec.reserve(10);       // 预分配容量，size() 仍为 0

vec.push_back(1);      // size() 变为 1
vec.push_back(2);      // size() 变为 2

// 正确访问方式
std::cout << vec.size();   // 输出 2
std::cout << vec[0];       // 输出 1

// 若需要直接操作指针且确保安全：
vec.resize(10);           // size() 变为 10，新增元素初始化为 0
int* ptr = vec.data();
ptr[5] = 100;             // 合法操作，size() 足够大

---

总结

• reserve() + push_back()：适用于预先分配内存后逐步添加元素，此时 size() 会自动增长。
• resize() + 指针操作：适用于需要直接操作底层数组且已知最终元素数量的场景。
• 永远不要混合这两种模式：在 reserve() 后直接通过指针写入数据而未调用 push_back() 或 resize()，会导致 size() 与实际数据不一致，引发未定义行为。

你的问题正是因为 reserve() 后直接操作指针但未更新 size()，导致逻辑上元素“不存在”。改用 resize() 后强制修正了 size()，因此访问恢复正常。