C++ STL vector详解

news2024/11/14 18:36:03

1. vector简介

template<class T, class Alloc = allocator<T>>
class vector;

vector是一个可以动态增长的数组，T是要存储的元素类型。vector可以像数组一样，用下标+[]来访问元素，如：

int arr[] = {1,2,3,4};
for (int i = 0; i < 4; ++i)
    cout << arr[i] << " ";
cout << endl;
vector<int> v = {1,2,3,4};
for (int i = 0; i < 4; ++i)
    cout << v[i] << " ";

输出：

1 2 3 4
1 2 3 4

2. vector的构造函数

本文不考虑allocator的问题，尽可能简化vector的使用方式。

2.1 无参构造

explicit vector();

最常见的构造，构造一个空的vector。

vector<int> v;

2.2 n个val

explicit vector(size_t n, const T& val = T());

用n个val来初始化vector。

vector<int> v1(5); // 用5个0来初始化vector
vector<int> v2(3, 1); // 用3个1来初始化vector

for (auto e : v1)
    cout << e << " ";
cout << endl;
for (auto e : v2)
    cout << e << " ";

输出：

0 0 0 0 0
1 1 1

由于explicit的作用，下面的写法并不是调用这个构造函数，而是initializer_list。

vector<int> v = {3,1};

2.3 拷贝构造

vector(const vector<T>& v);

用一个vector来拷贝初始化另一个vector。

vector<int> v1 = {1,2,3,4,5};
vector<int> v2(v1);
vector<int> v3 = v1; // 这里的v3调用的也是拷贝构造，等价于vector v3(v1);
for (auto e : v1) cout << e << " ";
cout << endl;
for (auto e : v2) cout << e << " ";
cout << endl;
for (auto e : v3) cout << e << " ";

输出：

1 2 3 4 5 
1 2 3 4 5 
1 2 3 4 5

2.4 迭代器构造

template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last);

用任意类型的迭代器构造。

int arr[] = {1,2,3};
vector<int> v(arr, arr + sizeof(arr)/sizeof(arr[0]));
for(auto e : v) cout << e << " ";

输出：

1 2 3

2.5 列表初始化

vector(initializer_list<T> il);

使用列表初始化。

vector<int> v1 = {1,2,3};
vector<int> v2{4,5,6};
for (auto e : v1) cout << e << " ";
cout << endl;
for (auto e : v2) cout << e << " ";

输出：

1 2 3
4 5 6

3. vector的迭代器

vector的迭代器是随机访问迭代器(random access iterator)，提供begin，end，rbegin，rend等接口。

iterator begin();
const_iterator begin() const;

iterator end();
const_iterator end() const;

reverse_iterator rbegin();
const_reverse_iterator rbegin() const;

reverse_iterator rend();
const_reverse_iterator rend() const;

举一个正向迭代器使用的例子：

vector<int> v = {1,2,3,4,5};
auto it = v.begin();
while (it != v.end)
{
    cout << *it << " ";
    ++it;
}

输出：

1 2 3 4 5

上述代码和下面的代码是等价的，因为范围for的底层也是用迭代器实现的。

vector<int> v = {1,2,3,4,5};
for (auto e : v)
    cout << e << " ";

4. vector的容量相关接口

4.1 size

size_t size() const;

获取数据个数。

vector<int> v = {1,2,3,4,5};
cout << v.size() << endl;

输出：

5

4.2 capacity

size_t capacity() const;

获取容量大小。

vector<int> v;
for (int i = 0; i < 30; ++i) v.push_back(i);
cout << v.capacity() << endl;

VS2022的环境下输出：

42

4.3 empty

bool empty() const;

判断vector是否为空。

vector<int> v;
cout << v.empty() << endl; // true
v.push_back(1);
cout << v.empty() << endl; // false

输出：

1
0

4.4 resize

void resize(size_t n, const T& val = T());

把vector的size改为n。若n小于当前size，则只保留前n个数据；若n大于当前size，则插入val，直到size为n。

vector<int> v = {1,2,3,4};

v.resize(6); // n大于当前size
for (auto e : v) cout << e << " ";
cout << endl;

v.resize(2); // n小于当前size
for (auto e : v) cout << e << " ";
cout << endl;

v.resize(4, 5); // n大于当前size
for (auto e : v) cout << e << " ";

输出：

1 2 3 4 0 0
1 2
1 2 5 5

4.5 reserve

void reserve(size_t n);

改变capacity，至少改为n，保留足够的空间。

vector<int> v;
v.reserve(100);
cout << v.capacity() << endl;

输出示例：

100

5. vector的增删查改

5.1 push_back和pop_back

void push_back(const T& val);
void pop_back();

尾插和尾删，push_back在vector的最后插入val，pop_back删除vector的最后一个元素。

vector<int> v = {1,2,3,4,5};
v.pop_back();
for (auto e : v) cout << e << " ";
cout << endl;
v.push_back(6);
for (auto e : v) cout << e << " ";

输出：

1 2 3 4
1 2 3 4 6

5.2 全局find + vector的迭代器

template<class InputIterator, class T>
InputIterator find(InputIterator first, InputIterator last, const T& val);

使用algorithm中的find，配合vector的迭代器，查找[first,last)中有没有val，若找到了，返回指向val的迭代器；若没找到，返回last。

vector<int> v = {1,2,3,4,5};
auto it = find(v.begin(), v.end(), 3);
if (it != v.end()) cout << *it << endl;
else cout << "没找到" << endl;

输出：

3

5.3 insert + erase

iterator insert(iterator pos, const T& val);
iterator erase(iterator pos);

插入和删除元素。insert负责在pos位置插入val，并返回指向val的迭代器。erase负责删除pos位置的值，并返回指向删除元素的下一个元素的迭代器。

配合find，在3前面插入30，再删除所有偶数的代码如下：

vector<int> v = {6,2,3,4,5,10,12};
auto it = find(v.begin(), v.end(), 3);
if (it != v.end()) 
{
    it = v.insert(it, 30);
    // 此时it指向30
    cout << *it << endl;
}
for (auto e : v) cout << e << " ";
cout << endl;

// 删除所有偶数
it = v.begin();
while (it != v.end())
{
    if (*it % 2 == 0) it = v.erase(it);
    else ++it;
}
for (auto e : v) cout << e << " ";

输出：

30
6 2 30 3 4 5 10 12
3 5

5.4 swap成员函数 + 全局函数

// 成员函数
void swap(vector<T> v);

// 全局函数
template<class T>
void swap(vector<T>& v1, vector<T>& v2);

交换2个vector。

vector<int> v1 = {1,2,3,4,5};
vector<int> v2 = {6,7,8,9,0};
for (auto e : v1) cout << e << " ";
cout << endl;
for (auto e : v2) cout << e << " ";
cout << endl;

v1.swap(v2);
for (auto e : v1) cout << e << " ";
cout << endl;
for (auto e : v2) cout << e << " ";
cout << endl;

swap(v1, v2);
for (auto e : v1) cout << e << " ";
cout << endl;
for (auto e : v2) cout << e << " ";

输出：

1 2 3 4 5
6 7 8 9 0
6 7 8 9 0
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
6 7 8 9 0

5.5 operator[]

T& operator[](size_t pos);
const T& operator[](size_t pos) const;

像数组一样，使用下标+[]访问vector。

vector<int> v = {1,2,3,4,5};
for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
    cout << v[i] << " ";

输出：

1 2 3 4 5

6. 迭代器失效问题

6.1 场景1：插入 + 扩容

所有的插入操作都有可能导致扩容，从而导致迭代器失效，如resize、reserve、insert、assign、push_back等。这是因为，扩容的步骤是：

  1. 开辟一块新的更大的空间。
  2. 把旧的空间的数据拷贝到新的空间中去。
  3. 释放旧的空间。

而扩容前，迭代器指向了旧的空间，扩容后，旧的空间被释放了，迭代器指向的空间已经被销毁，迭代器失效。

下面的代码中，在reserve之后，迭代器it失效，出现野指针问题。

vector<int> v = {1,2,3,4,5};
auto it = v.begin();
v.reserve(100);
while (it != v.end()) cout << *it++ << " ";

6.2 场景2：删除

删除操作，如erase，会挪动数据覆盖删除，此时迭代器指向的元素可能已经改变，甚至指向非法的空间。如：

vector<int> v = {1,2,3,4,5};
auto it1 = v.end() - 2; // 指向4
auto it2 = v.end() - 1; // 指向5

v.erase(v.begin());

上面的代码中，erase之后，it1指向的元素已经不是4了（此时it1指向5），而it2指向了非法的空间。这是因为，erase的底层会覆盖删除1，会把1后面的元素向低地址处挪动1格。

erase前
1   2   3   4   5
            ^   ^
           it1 it2
erase后
2   3   4   5
            ^   ^
           it1 it2

6.3 解决方案

迭代器失效后，要对迭代器重新赋值。

下面的程序，本意是删除vector中所有的偶数，但是erase之后，迭代器失效了，程序的行为是未定义的。

vector<int> v = {2,4,5,6,7,8,10};
auto it = v.begin();
while (it != v.end())
{
    if (*it % 2 == 0)
        v.erase(it);

    ++it;
}

解决方案：在erase之后，对it重新赋值。注意到erase会返回指向删除元素的下一个元素的迭代器，当找到偶数并删除后，it应该接受erase的返回值；若it指向的不是偶数，it++即可。

vector<int> v = {2,4,5,6,7,8,10};
auto it = v.begin();
while (it != v.end())
{
    if (*it % 2 == 0)
        it = v.erase(it);
    else
        ++it;
}

for (auto e : v) cout << e << " ";

输出：

5 7

7. 练习

7.1 只出现一次的数字I

只出现一次的数字I原题链接icon-default.png?t=N7T8https://leetcode.cn/problems/single-number/description/使用范围for，取出所有数字，异或到一起。根据异或的特性，相同的数字会被抵消，最后的结果就是只出现一次的数字。

class Solution {
public:
    int singleNumber(vector<int>& nums) {
        int ret = 0;
        for (auto n : nums) ret ^= n;
        return ret;
    }
};

7.2 杨辉三角

杨辉三角原题链接icon-default.png?t=N7T8https://leetcode.cn/problems/pascals-triangle/description/总共numRows行，每行有i+1个元素，两端的元素是1，其余元素(i,j)是(i-1,j-1)和(i-1,j)相加的结果。 遍历vv，类似于遍历二维数组，可以用下标+[]，注意边界由size决定。对于vector类型，v[0]等价于v.front()，v[size()-1]等价于v.back()。

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> generate(int numRows) {
        vector<vector<int>> vv(numRows); // numRows行
        //for (int i = 0; i < vv.size(); ++i)
        for (int i = 0; i < numRows; ++i)
        {
            // 每行有i+1个元素
            vv[i].resize(i + 1);
            vv[i].front() = vv[i].back() = 1;
            //for (int j = 1; j < vv[i].size() - 1; ++j)
            for (int j = 1; j < i; ++j)
            {
                vv[i][j] = vv[i-1][j-1] + vv[i-1][j];
            }
        }

        return vv;
    }
};

7.3 删除有序数组中的重复项

删除有序数组中的重复项原题链接icon-default.png?t=N7T8https://leetcode.cn/problems/remove-duplicates-from-sorted-array/description/由于数组是有序的，考虑使用下标i遍历数组，若遇到和前一个元素不相同的元素，就存储到下标j对应的空间中。注意i和j都要从1开始。

class Solution {
public:
    int removeDuplicates(vector<int>& nums) {
        int j = 1;
        for (int i = 1; i < nums.size(); ++i)
        {
            if (nums[i] != nums[i-1])
            {
                nums[j++] = nums[i];
            }
        }

        return j;
    }
};

7.4 只出现一次的数字II

只出现一次的数字II原题链接icon-default.png?t=N7T8https://leetcode.cn/problems/single-number-ii/description/最简单的想法是，用哈希表存储每个元素出现的次数（7.1、7.5和7.6也可以用这种方式解决）。

class Solution {
public:
    int singleNumber(vector<int>& nums) {
        unordered_map<int, int> um;
        for (auto n : nums) ++um[n];
        for (auto& [n, cnt] : um)
            if (cnt == 1) return n;
        return 0;
    }
};

受到7.1题目的启发，考虑使用位运算求解本题。由于只有一个数字ret出现一次，其余数字出现三次，那么假设对所有数字二进制补码中的第i位求和为sum，就有两种情况：

  1. sum%3==0，说明ret的第i位是0；
  2. sum%3==1，说明ret的第i位是1。

这样就能获取到ret的每一位了。

class Solution {
public:
    int singleNumber(vector<int>& nums) {
        int ret = 0;
        for (int i = 0; i < 32; ++i)
        {
            // 所有数字的第i位求和
            int sum = 0;
            for (auto n : nums)
                sum += ((n >> i) & 1);

            // 若求和后不是3的倍数，ret的第i位是1
            if (sum % 3)
                ret |= (1 << i);
        }

        return ret;
    }
};

7.5 只出现一次的数字III

只出现一次的数字III原题链接icon-default.png?t=N7T8https://leetcode.cn/problems/single-number-iii/description/可以使用哈希表解决，但最优解依然是使用位运算。若把所有数异或到一块得到sum，假设sum二进制中的第i位是1。那么就可以把所有数字分成两组，其中一组的第i位是1，另一组的第i位是0，那么只出现一次的两个数字就被分到了不同的组中。把其中一组的所有数异或到一块去，就能得到其中一个只出现一次的数字，再把这个数字异或sum就能得到另一个只出现一次的数字。

其中，n&-n可以取出n的二进制中最低位的1，但是n=INT_MIN不能这么算，因为-n越界了，要单独考虑。INT_MIN的最高位是1，其余位都是0。

class Solution {
public:
    vector<int> singleNumber(vector<int>& nums) {
        int sum = 0;
        for (auto n : nums) sum ^= n;

        // 取出sum最低位的1
        // INT_MIN最低位的1是它本身
        // n&-n可以取出n最低位的1
        int bit = sum == INT_MIN ? INT_MIN : sum & -sum;

        int i = 0;
        for (auto n : nums)
            if (n & bit)
                i ^= n;

        return {i, i ^ sum};
    }
};

7.6 数组中出现次数超过一半的数字

数组中出现次数超过一半的数字原题链接icon-default.png?t=N7T8https://www.nowcoder.com/practice/e8a1b01a2df14cb2b228b30ee6a92163?tpId=13&&tqId=11181&rp=1&ru=/activity/oj&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking本题依然可以使用哈希表统计次数；也可以先排序，再找出中位数。

这里介绍一种算法：候选法。定义n为可能的众数，cnt为当前数字出现的次数。遍历数组，若当前元素和n相等，那么cnt++；若当前元素不等于n，那么cnt--。当cnt减到0时，就把n设置成当前元素，cnt设置成1。遍历完数组后，若有元素出现次数超过数组长度的一半，那么这个元素一定是n。由于题目描述中说明，一定有一个元素出现次数超过数组长度的一半，所以n为满足题目要求的元素。

class Solution {
public:
    int MoreThanHalfNum_Solution(vector<int>& numbers) {
        int n = 0, cnt = 0;
        for (auto num : numbers)
            if (cnt == 0) n = num, cnt = 1;
            else n == num ? ++cnt : --cnt;

        return n;
    }
};

7.7 电话号码的数字组合

电话号码的数字组合原题链接icon-default.png?t=N7T8https://leetcode.cn/problems/letter-combinations-of-a-phone-number/description/维护一个字符串，取出每个数字字符对应的所有字母字符，并插入到字符串中。当digits中的所有数字字符都遍历完时，把得到的字符串插入到vector中，回退到上一层，找其余的字母排列。

如何取出每个数字对应的所有字母字符呢？可以考虑使用unordered_map，我这里使用vector，用下标对应数字，改下标对应的字符串表示所有可能的字母字符。建议定义成静态的成员变量，因为只需要维护一份vector，节省空间。

vector<string>和要维护的string建议先用reserve保留足够的空间，虽然本题用处不大，因为digits的size是在[0,4]的范围，扩容消耗不大。

class Solution {
public:
    vector<string> letterCombinations(string digits) {
        if (digits.empty()) return {};

        vector<string> coms;
        // 计算容量
        int newCapacity = 1;
        for (auto ch : digits)
        {
            int n = ch - '0';
            newCapacity *= numToStr[n].size();
        }
        coms.reserve(newCapacity);

        string com;
        com.reserve(digits.size());
        Combinations(digits, 0, com, coms);
        return coms;
    }
private:
    void Combinations(const string& digits, int idx, string& com, vector<string>& coms)
    {
        if (idx == digits.size())
        {
            coms.push_back(com);
            return;
        }

        int n = digits[idx] - '0';
        const string& str = numToStr[n];
        for (auto ch : str)
        {
            com.push_back(ch);
            Combinations(digits, idx+1, com, coms);
            com.pop_back();
        }
    }

    static const vector<string> numToStr;
};

const vector<string> Solution::numToStr = {
    "", "", "abc", "def", "ghi", "jkl", "mno", "pqrs", "tuv", "wxyz"};

8. 模拟实现vector

8.1 迭代器

我们可以用3个迭代器来维护vector（SGI版本的STL就是这么实现的），并且给nullptr的缺省值。

iterator _start = nullptr;
iterator _finish = nullptr;
iterator _end_of_storage = nullptr;

其中iterator就是原生的指针。

typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;

其中，_start标识空间的起始位置，_finish标识最后一个有效数据的位置，_end_of_storage标识空间的结束位置。举个例子，假设此时vector中的size是4，capacity是8，那么内存的大概分布如下：

   1      2      3      4      ?      ?      ?      ?      !
   ^                           ^                           ^
_start                      _finish                     _end_of_storage

 那么几个关键位置就一目了然了。

iterator begin()
{
	return _start;
}

iterator end()
{
	return _finish;
}

const_iterator begin() const
{
	return _start;
}

const_iterator end() const
{
	return _finish;
}

8.2 构造函数和析构函数

注意，v(5,10)可能会匹配迭代器区间构造函数，而不是按照n个val初始化的构造函数，所以要提供一个vector(size_t, const T&)的版本。

vector() = default;

template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
	while (first != last)
	{
		push_back(*first);
		++first;
	}
}

vector(size_t n, const T& val = T())
{
	reserve(n);
	while (n--)
	{
		push_back(val);
	}
}

vector(int n, const T& val = T())
{
	reserve(n);
	while (size() < n)
	{
		push_back(val);
	}
}

~vector()
{
	if (_start)
	{
		delete[] _start;
		_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
	}
}

8.3 拷贝构造和operator=

对于拷贝构造，我没有用现代写法，因为使用迭代器构造时的扩容会有消耗。注意不能使用memcpy直接按字节拷贝，因为T可能是自定义类型，memcpy会导致浅拷贝。

void swap(vector<T>& v)
{
	std::swap(_start, v._start);
	std::swap(_finish, v._finish);
	std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);
}

vector(const vector<T>& v)
	:_start(new T[v.size()])
{
	_end_of_storage = _finish = _start + v.size();
	iterator it = begin();
	for (auto e : v)
	{
		*it++ = e;
	}
}

// 现代写法
//vector(const vector<T>& v)
//{
//	vector<T> tmp(v.begin(), v.end());
//	swap(tmp);
//}

vector<T>& operator=(vector<T> tmp)
{
	swap(tmp);
	return *this;
}

8.4 容量相关接口

reserve在扩容时，不能使用memcpy拷贝数据，因为T可能是自定义类型，memcpy会导致浅拷贝。另外，由于size和capacity是指针相减计算得来的，扩容后更新_finish时不能写_finish=_start+size()，因为此时的_start已经改变，但是_finish还未更新，size会算出错误的结果。正确的做法是，提前记录size。

size_t size() const
{
	return _finish - _start;
}

size_t capacity() const
{
	return _end_of_storage - _start;
}

bool empty()
{
	return _start == _finish;
}

void resize(size_t n, const T& val = T())
{
	if (n <= size())
	{
		_finish = _start + n;
		return;
	}

	if (n > capacity())
	{
		// 至少扩容2倍
		reserve(max(n, 2 * capacity()));
	}

	while (size() < n)
	{
		push_back(val);
	}
}

void reserve(size_t n)
{
	if (n > capacity())
	{
		// 扩容
		size_t sz = size();
		iterator tmp = new T[n];
		if (_start)
		{
			// 拷贝数据
			for (size_t i = 0; i < sz; ++i)
			{
				tmp[i] = _start[i];
			}
			delete[] _start;
		}

		_start = tmp;
		_finish = _start + sz;
		_end_of_storage = _start + n;
	}
}

8.5 访问相关接口

T& operator[](size_t pos)
{
	assert(pos < size());

	return _start[pos];
}

const T& operator[](size_t pos) const
{
	assert(pos < size());

	return _start[pos];
}

T& front()
{
	return *_start;
}

const T& front() const
{
	return *_start;
}

T& back()
{
	return *(_finish - 1);
}

const T& back() const
{
	return *(_finish - 1);
}

8.6 插入和删除

insert插入时，先挪动数据再插入。注意reserve会导致迭代器失效，需要提前记录pos相对于_start的偏移量，reserve后需要对pos重新赋值。erase直接挪动数据覆盖即可。

挪动数据不能使用memcpy，因为T可能是自定义类型，memcpy会导致浅拷贝。

void push_back(const T& val)
{
	insert(end(), val);
}

void pop_back()
{
	erase(end() - 1);
}

iterator insert(iterator pos, const T& val = T())
{
	assert(pos >= _start);
	assert(pos <= _finish);

	if (_finish == _end_of_storage)
	{
		// 扩容导致迭代器失效
		size_t len = pos - _start;
		reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
		pos = _start + len;
	}

	// 挪动数据
	iterator end = _finish - 1;
	while (end >= pos)
	{
		*(end + 1) = *end;
		--end;
	}

	*pos = val;
	++_finish;

	return pos;
}

iterator erase(iterator pos)
{
	assert(pos >= _start);
	assert(pos < _finish);

	// 挪动数据，覆盖删除
	iterator begin = pos + 1;
	while (begin < _finish)
	{
		*(begin - 1) = *begin;
		++begin;
	}

	--_finish;
	return pos;
}

8.7 测试

观察调试窗口：

8.8 完整实现

#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;

namespace xbl
{
	template<class T>
	class vector
	{
	public:
		typedef T* iterator;
		typedef const T* const_iterator;

		iterator begin()
		{
			return _start;
		}

		iterator end()
		{
			return _finish;
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return _start;
		}

		const_iterator end() const
		{
			return _finish;
		}

		vector() = default;

		template<class InputIterator>
		vector(InputIterator first, InputIterator last)
		{
			while (first != last)
			{
				push_back(*first);
				++first;
			}
		}

		vector(size_t n, const T& val = T())
		{
			reserve(n);
			while (n--)
			{
				push_back(val);
			}
		}

		vector(int n, const T& val = T())
		{
			reserve(n);
			while (size() < n)
			{
				push_back(val);
			}
		}

		~vector()
		{
			if (_start)
			{
				delete[] _start;
				_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
			}
		}

		void swap(vector<T>& v)
		{
			std::swap(_start, v._start);
			std::swap(_finish, v._finish);
			std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);
		}

		vector(const vector<T>& v)
			:_start(new T[v.size()])
		{
			_end_of_storage = _finish = _start + v.size();
			iterator it = begin();
			for (auto e : v)
			{
				*it++ = e;
			}
		}

		// 现代写法
		//vector(const vector<T>& v)
		//{
		//	vector<T> tmp(v.begin(), v.end());
		//	swap(tmp);
		//}

		vector<T>& operator=(vector<T> tmp)
		{
			swap(tmp);
			return *this;
		}

		size_t size() const
		{
			return _finish - _start;
		}

		size_t capacity() const
		{
			return _end_of_storage - _start;
		}
		
		bool empty()
		{
			return _start == _finish;
		}

		void resize(size_t n, const T& val = T())
		{
			if (n <= size())
			{
				_finish = _start + n;
				return;
			}

			if (n > capacity())
			{
				// 至少扩容2倍
				reserve(max(n, 2 * capacity()));
			}

			while (size() < n)
			{
				push_back(val);
			}
		}

		void reserve(size_t n)
		{
			if (n > capacity())
			{
				// 扩容
				size_t sz = size();
				iterator tmp = new T[n];
				if (_start)
				{
					// 拷贝数据
					for (size_t i = 0; i < sz; ++i)
					{
						tmp[i] = _start[i];
					}
					delete[] _start;
				}

				_start = tmp;
				_finish = _start + sz;
				_end_of_storage = _start + n;
			}
		}

		T& operator[](size_t pos)
		{
			assert(pos < size());

			return _start[pos];
		}

		const T& operator[](size_t pos) const
		{
			assert(pos < size());

			return _start[pos];
		}

		T& front()
		{
			return *_start;
		}

		const T& front() const
		{
			return *_start;
		}

		T& back()
		{
			return *(_finish - 1);
		}

		const T& back() const
		{
			return *(_finish - 1);
		}

		void push_back(const T& val)
		{
			insert(end(), val);
		}

		void pop_back()
		{
			erase(end() - 1);
		}

		iterator insert(iterator pos, const T& val = T())
		{
			assert(pos >= _start);
			assert(pos <= _finish);

			if (_finish == _end_of_storage)
			{
				// 扩容导致迭代器失效
				size_t len = pos - _start;
				reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
				pos = _start + len;
			}

			// 挪动数据
			iterator end = _finish - 1;
			while (end >= pos)
			{
				*(end + 1) = *end;
				--end;
			}

			*pos = val;
			++_finish;

			return pos;
		}

		iterator erase(iterator pos)
		{
			assert(pos >= _start);
			assert(pos < _finish);

			// 挪动数据，覆盖删除
			iterator begin = pos + 1;
			while (begin < _finish)
			{
				*(begin - 1) = *begin;
				++begin;
			}

			--_finish;
			return pos;
		}
	private:
		iterator _start = nullptr; // 有效数据起始位置
		iterator _finish = nullptr; // 有效数据结束位置
		iterator _end_of_storage = nullptr; // 空间结束位置
	};

	void test_vector()
	{
		vector<int> v;
		v.push_back(1);
		v.push_back(2);
		v.push_back(3);
		v.push_back(4);
		v.push_back(5);

		for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
		{
			cout << v[i] << " ";
		}
		cout << endl;

		vector<int>::iterator it = v.begin();
		while (it != v.end())
		{
			cout << *it << " ";
			++it;
		}
		cout << endl;

		for (auto e : v)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;

		vector<int> v1(v);
		for (auto e : v1)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;

		vector<int> v2;
		v2 = v1;
		for (auto e : v2)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;

		vector<string> vs1;
		vs1.push_back("11111");
		vs1.push_back("22222");
		vs1.push_back("33333");
		vs1.push_back("44444");
		vs1.push_back("55555");
		for (auto e : vs1)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;

		vector<string> vs2(vs1);
		for (auto e : vs2)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;

		vector<string> vs3;
		vs3 = vs2;
		for (auto e : vs2)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;

		vs3.pop_back();
		for (auto e : vs3)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;
		vs3.pop_back();
		vs3.pop_back();
		vs3.pop_back();
		vs3.pop_back();
		//vs3.pop_back();
		vs3.push_back("666");
		vs3.push_back("777");
		vs3.push_back("888");
		for (auto e : vs3)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;

		auto pos = find(vs3.begin(), vs3.end(), "777");
		if (pos != vs3.end())
		{
			vs3.erase(pos);
		}
		else
		{
			cout << "没找到" << endl;
		}
		for (auto e : vs3)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;

		vector<int> v3;
		v3.resize(5);
		for (auto e : v3)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;

		v3.resize(3);
		for (auto e : v3)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;

		v3.resize(6, 1);
		for (auto e : v3)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;

		vector<int> v4(10, 2);
		for (auto e : v4)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;

		// 杨辉三角
		int height = 8;
		vector<vector<int>> vv1(8, vector<int>());
		for (int i = 0; i < vv1.size(); ++i)
		{
			vv1[i].resize(i + 1, 0);
			vv1[i].front() = vv1[i].back() = 1;
			for (int j = 1; j < vv1[i].size() - 1; ++j)
			{
				vv1[i][j] = vv1[i - 1][j - 1] + vv1[i - 1][j];
			}
		}

		for (const auto& v : vv1)
		{
			for (auto n : v)
			{
				cout << n << " ";
			}
			cout << endl;
		}

		vector<vector<int>> vv2(vv1);
		for (const auto& v : vv2)
		{
			for (auto n : v)
			{
				cout << n << " ";
			}
			cout << endl;
		}

		vector<vector<int>> vv3;
		vv3 = vv2;
		for (const auto& v : vv3)
		{
			for (auto n : v)
			{
				cout << n << " ";
			}
			cout << endl;
		}
	}
}

输出：

1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
11111 22222 33333 44444 55555
11111 22222 33333 44444 55555
11111 22222 33333 44444 55555
11111 22222 33333 44444
666 777 888
666 888
0 0 0 0 0
0 0 0
0 0 0 1 1 1
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
1 6 15 20 15 6 1
1 7 21 35 35 21 7 1
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
1 6 15 20 15 6 1
1 7 21 35 35 21 7 1
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
1 6 15 20 15 6 1
1 7 21 35 35 21 7 1

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