vector的底层与使用

news2024/9/25 19:25:43

前言：vector是顺序表（本质也是数组）

文档参考网站：https://legacy.cplusplus.com/reference/vector/vector/vector/

//底层代码
#include<assert.h>
#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>
using namespace std;
namespace bit
{
	template<typename T>
	class vector
	{
	public:
		typedef T* iterator;
		typedef const T* const_iterator;

		template <typename InputIterator>
		vector(InputIterator first, InputIterator last)
		{
			reserve(last - first);
			while (first != last)
			{
				push_back(*first);
				first++;
			}
		}
		
			
		vector(int size = 1)
		{
			_begin = _end = new T[size];
			_endofstorage = _begin + size;
		}
		~vector()
		{
			delete[] _begin;
			_begin = _end = _endofstorage = nullptr;
		}
		vector(const vector<T>& s)
		{
			reserve(s.capacity());
			for (auto& e : s)
				push_back(e);
		}
		int size() const
		{
			return _end - _begin;
		}
		int capacity() const
		{
			return _endofstorage - _begin;
		}
		void reserve(int newcapacity)
		{
			if (newcapacity > capacity())
			{
				int old_size = size();
				iterator tmp = new T[newcapacity];
				for(int i = 0 ; i < old_size ; i++)
                {
                     tmp[i] = _begin[i];
                }
                //不能用memcpy,防止数据进行浅拷贝
				_begin = tmp;
				_end = tmp + old_size;
				_endofstorage = tmp + newcapacity;
			}
		}

		void push_back(T val)
		{
			int old_size = size();
			if (_end == _endofstorage)
			{
				reserve(2 * old_size);
			}
			*_end = val;
			_end++;
		}
		iterator begin() //返回临时变量
		{
			return _begin;
		}
		iterator end()
		{
			return _end;
		}
		const_iterator begin() const
		{
			return (const_iterator)_begin;
		}
		const_iterator end() const 
		{
			return (const_iterator)_end;
		}
		void pop_back()
		{
			_end--;
		}
		
		
		iterator insert(iterator position, const T& val)
		{
			assert(position < _end);
			iterator tmp = _end;
			if (_end == _endofstorage) {
				size_t len = position - _begin;
				reserve(2 * size());
				position = _begin + len;
			}
			while (_end != position)
			{
				*_end = *(_end - 1);
				_end--;
			}
			iterator k = _end;
			*_end = val;
			_end = tmp;
			_end++;
			return k;
		}
		T& operator[] (int n)
		{
			assert(n < size());
			return _begin[n];
		}
		const T& operator[] (int n) const
		{
			assert(n < size());
			return _begin[n];
		}
		iterator erase(iterator position)
		{
			assert(position < _end);
			iterator tmp = position;
			while (position != _end)
			{
				*(position) = *(position + 1);
				position++;
			}
			_end--;
			return tmp;
		}
		iterator erase(iterator first, iterator last)
		{
			assert(last < _end && first < _end);
			int a = last - first;
			iterator tmp = last;
			iterator k = first;
			while (tmp != _end)
			{
				*first = *tmp;
				tmp++;
				first++;
			}
			_end -= a;
			return k;
		}
		void clear()
		{
			_end = _begin;
		}
		void resize(int n, const T& val = T())
		{
			int _size = size();
			if (n > _size)
			{
				reserve(n);
				iterator t = _begin + n;
				while (_end != t)
				{
					*_end = val;
					_end++;
				}
			}
			else
			{
				_end = _begin + n;
			}
		}
	private:
		iterator _begin = nullptr;//初始化列表
		iterator _end = nulptr;
		iterator _endofstorage;
	

	};
}

构造函数

第一种方式： vector( int size = 1 )// 全缺省，作为默然构造函数

开10个整形的数组

第二个方式：vector( int size , const T& val = T() )

解释 T() 当T为自定义类型时，调用T的默然构造函数

但对于内置类型，编译器会自动调用内置类型的默然构造（纯粹为了符合类模版）

对于int 为 0 ，对于double 为 0.0 ，对于char 为 '\0' , 对于指针为nullptr等

第三种方式：运用类成员函数模版

template <class InputIterator>
  vector (InputIterator first, InputIterator last) 左闭右开

第四种方式：C++11提出的（用初始化链表初始化）

e的类型是初始化链表

初始化链表只有四个接口函数，初始化链表只能支持遍历，不能支持赋值，初始化链表中的数据储存在常量区中（不能被修改）

析构函数

底层实现简单（ clear 函数 + 指针置为空指针）

这里补充一下clear函数

void clear()
{

_end = _begin;

}

~vector()
{

clear();

delete[] _begin;

_begin = _end = _endofstorage = nullptr;
}

拷贝构造函数（深拷贝）

现代写法：

vector( const vector<T> & s )
{

reserve(s.capacity());//提前开好空间

for( auto& e : s )//使用引用，防止拷贝构造，提升效率
{

push_bakc(e);//注意数据要进行深拷贝
}
}

迭代器

由于物理空间上连续，与指针的行为相似

typedef T* iterator ;

typedef const T* const_iterator;

要注意*this是const成员还是非const成员

iterator begin()
{
return _begin;
}

iterator end()
{
return _end;

}

const_iterator begin()const
{
return (const T*) _begin;
}

const_iterator end() const
{

return (const T*)_end;

}

const T& operator[](int npos) const
{

assert( npos < size() );//注意未初始化的地方不能使用
return _begin[npos];

}

T& operator[](int npos)
{

assert( npos < size() );
return _begin[npos];

}

运算符重载

vector<T>& operator=( vector<T> s) (构造加交换 )
{
swap(s,*this);

return *this;
}

insert函数

主要是在某个位置之前插入一个值或一段区间

样列：

#include<string>
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{

   vector<int> s;
   s.push_back(1);
   s.push_back(2);
   s.push_back(3);
   s.push_back(4);
   s.push_back(5);
   s.insert(s.begin() + 1, 10);
   for (auto& e : s)
   {
       cout << e << " ";
   }
   cout << endl;
}

样列：

#include<string>
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{

   vector<int> s;
   s.push_back(1);
   s.push_back(2);
   s.push_back(3);
   s.push_back(4);
   s.push_back(5);
   string k("asdfasfsaf");
   s.insert(s.begin() + 1, k.begin() + 2 , k.end() - 4);
   for (auto& e : s)
   {
       cout << e << " ";
   }
   cout << endl;
}

erase函数（一般不会缩容）

删除某个位置的值，或删除一段区间的值（左闭右开）

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
   vector<int> s;
   s.push_back(1);
   s.push_back(1);
   s.push_back(1);
   s.push_back(1);
   s.push_back(1);
   s.push_back(1);
   s.push_back(1);
   s.erase(s.begin(), s.end() - 1);
   for (auto& e : s)
   {
       cout << e << " ";
   }
   cout << endl;
   return 0;
}

注意在使用insert函数和erase函数会造成迭代器失效，所以在使用完迭代器之后，就不能在使用，

如果你就要使用，则要更新迭代器

举个例子：（删除顺序表中的偶数）

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
   vector<int> s;
   s.push_back(1);
   s.push_back(2);
   s.push_back(3);
   s.push_back(4);
   s.push_back(4);
   s.push_back(9);
   s.push_back(11);
   s.push_back(11);
   s.push_back(11);
   auto it = s.begin();
   while (it != s.end())
   {
       if (*it % 2 == 0)it = s.erase(it);
       else it++;
   }
   for (auto& e : s)cout << e << " ";
   cout << endl;
   return 0;
}