C++二维vector实现矩阵转置时push_back成员函数调用报错

你要实现的矩阵转置效果如下：

[[2, 4, 6], [6, 8, 9]] --> [[2,6], [4, 8], [6, 9]] // 转置矩阵表示

错误原因 #

原有代码存在两个核心问题：

1. 初始化的result是空二维vector，没有预先分配行空间，直接用result[j]访问属于越界操作，会触发未定义行为
2. 语法逻辑错误：result[j][i]的类型是int（基础整型值），不是vector对象，不存在push_back成员方法，这就是编译器报错的直接原因。报错信息里也明确说明，你尝试调用push_back的目标是int类型，不符合语法要求。

原有错误代码片段：

vector<vector<int>> transpose(vector<vector<int>>& matrix) {
        vector<vector<int>> result = {};
        for (size_t i = 0; i < matrix.size(); i++)
        {
            for (size_t j = 0; j < matrix[0].size(); j++)
            {
                int element = matrix[i][j];
                result[j][i].push_back(element); // 此处触发错误
            }
        }
        return result;
}

对应的编译报错：

transpose_matrix.cpp:11:30: error: request for member 'push_back' in '(& result.std::vector<std::vector<int> >::operator[](j))->std::vector<int>::operator[](i 
', which is of non-class type '__gnu_cxx::__alloc_traits<std::allocator<int>, int>::value_type' {aka 'int'}
   11 |                 result[j][i].push_back(element);
      |                              ^~~~~~~~~

修复方案 #

方案1：预分配空间直接赋值（和原有思路最匹配） #

转置后矩阵的行数等于原矩阵的列数，列数等于原矩阵的行数，初始化result的时候直接指定好维度，之后按索引对应赋值即可，不需要调用push_back：

#include <vector>
using namespace std;

vector<vector<int>> transpose(vector<vector<int>>& matrix) {
    size_t origin_rows = matrix.size();
    size_t origin_cols = matrix[0].size();
    // 初始化转置矩阵：共origin_cols行，每行origin_rows个int元素
    vector<vector<int>> result(origin_cols, vector<int>(origin_rows));
    for (size_t i = 0; i < origin_rows; i++) {
        for (size_t j = 0; j < origin_cols; j++) {
            result[j][i] = matrix[i][j];
        }
    }
    return result;
}

方案2：动态push_back实现 #

如果不想提前固定大小，可以按列遍历原矩阵，每一列对应转置矩阵的一行，逐元素push到新行后再放入result：

#include <vector>
using namespace std;

vector<vector<int>> transpose(vector<vector<int>>& matrix) {
    size_t origin_rows = matrix.size();
    size_t origin_cols = matrix[0].size();
    vector<vector<int>> result;
    for (size_t j = 0; j < origin_cols; j++) {
        vector<int> trans_row;
        for (size_t i = 0; i < origin_rows; i++) {
            trans_row.push_back(matrix[i][j]);
        }
        result.push_back(trans_row);
    }
    return result;
}

如果有其他可行的替代实现方案，也欢迎提供参考。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dhruvkumar Patel