目录
前言：
1 部分简单函数的实现
2 push_back和pop_back
3 reserve和resize
4 Print_vector
5 insert和erase
6 拷贝构造
7 构造
8 赋值
9 memcpy的问题
10 迭代器失效
前言：
继上文模拟实现了string之后，接着就模拟实现vector，因为有了使用string的基础之后，vector的使用就易如反掌了，所以这里直接就模拟实现了，那么实现之前，我们先看一下源代码和文档：
源码不多看，因为很容易绕晕进去，我们从这两个部分得到的信息就够了，首先，vector是一个类模板，即我们可以往里存放许多不同的数据，比如实现一个二维数组，我们可以用vector里面套一个vector，就实现了一个二维数组，为什么说二维数组是一维数组的集合，因为vector的每个空间的start指针指向的空间又是一块连续的空间，即这就是二维数组的构造。
在public的下面有一堆的typedef，这也是不要多看源码的一个原因，很容易绕进去的，比如vector的成员变量的类型是iterator，我们看到value_type*是重命名为iterator了，那么value_type又是T的重命名，即start的类型就是T*，现在我们搞懂了一个问题即模拟实现vector的时候成员变量的类型是模板指针。
那么现在就需要搞懂三个成员变量是什么？
这里就明说了，start是空间的起始位置，finish是空间的最后一个数据的下一个位置，end_of_storage是空间的最后一个位置，所以我们实现size()，capacity()的时候就两两相减就可以了。
基本类型我们了解了，现在就开始模拟实现吧。
1 部分简单函数的实现
这里实现以下函数，size(),capacity(),begin(),end()以及const版本,operator[]以及const版本,empty()，析构函数，注意的就是返回值返回类型即可：
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
const_iterator begin()const
{
return _start;
}
const_iterator end()const
{
return _finish;
}
size_t size()
{
return _finish - _start;
}
size_t capacity()
{
return _end_of_storage - _start;
}
T& operator[](size_t pos)
{
assert(pos <= _finish);
return *(_start + pos);
}
const T& operator[](size_t pos)const
{
assert(pos <= _finish);
return *(_start + pos);
}
bool empty()
{
return _start == _finish;
}
~vector()
{
delete[] _start;
_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
}因为是[]重载，返回的是可以修改的类型所以用引用，这里模拟实现的时候一般都返回size_t类型，这里文档里面的原型，最好保持一致。
2 push_back和pop_back
尾插的时候要注意空间的扩容，扩容的判断条件即是_finish = _end_of_storage的时候，扩容方式和前面实现顺序表链表的时候没有什么区别，使用2倍扩容，但是实际上vs下的vector扩容的时候是使用的1.5倍扩容，我们模拟实现的是linux下的vector，在string模拟实现的时候，我们拷贝数据使用的是strcpy，在这里因为是模板，所以不能使用字符串函数，使用内存拷贝，即使用memcpy，当然memset也可以，但是memcpy就可以了，因为不存在空间重叠的问题。
这里有个隐藏的坑，到后面插入string类的时候才会显式出来，这里先不说，目前插入内置类型是没有问题的：
void push_back(const T& val)
{
//判断扩容
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
T* tmp = new T[newcapacity];
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());
delete[] _start;
_start = tmp;
_finish = _start + size();
_end_of_storage = tmp + newcapacity;
}
*_finish = val;
_finish++;
}好了，实现好了吗？当然没有，这里也有个坑，即size()的问题，因为实现size()的时候，实现方式是_finish - _start，但是扩容之后，_start的位置已经改变，所以此时size()的实现变成了原来的_finish - 新的_start了，所以会报错，解决方式就是把size()先存起来再使用：
void push_back(const T& val)
{
//判断扩容
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t old_size = size();
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
T* tmp = new T[newcapacity];
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());
delete[] _start;
_start = tmp;
_finish = tmp + old_size;//容易出错
_end_of_storage = tmp + newcapacity;
}
*_finish = val;
_finish++;
}这里如果忘了memcpy的使用可以看看文档。
那么push_back就还有一个坑没有解决了，欲知后事如何，请看下去咯。
pop_back的实现相对来说就简单多了，尾删不代表真正的删除数据，指针指向的位置改变就是尾删了，当然，删除操作想要执行就vector就不能为空：
void pop_back()
{
assert(!empty());
_finish--;
}3 reserve和resize
reserve的实现我们刚才其实已经实现过了，reserve即是扩容，push_back的时候我们已经考虑了扩容，所以代码差不了多少：
void reserve(size_t n)
{
if (capacity() < n)
{
size_t old_size = size();
T* tmp = new T[n];
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());
delete[] _start;
_start = tmp;
_finish = tmp + old_size;
_end_of_storage = tmp + n;
}
}当然，这里的坑和push_back是一样的，只有在插入自定义类型的时候才会出现，先不急，那么这里的扩容就是把newcapacity换成了n而已，其余的是没有差别的。
resize模拟实现的时候就要注意了，如果resize实现的是缩容，就直接移动_finish指针就好了，如果实现的是扩容，那么默认参数我们怎么给呢？
文档里面记录的缺省值是value_type()，而value_type是typedef之后的T，所以我们可以看成T val = T()，看着是有点奇怪？其实一点都不奇怪，比如：
int main()
{
//Test7_vector();
int a = int();
cout << a;
char ch = char();
cout << ch;
return 0;
}这种代码运行是完全没有问题的，这里的a是0，这里的ch是'\0'，这是一种初始化方式，所以我们传参的时候就不能写成0，因为不是所有的vector都是vevtor<int>类型的，所以这里我们采用文档的方式，使用这种缺省值，那么扩容的时候多余的空间就给上这个缺省值就好了：
void resize(size_t n, const T& val = T())
{
if (size() < n)
{
//扩容
reserve(n);
while (_finish < _start + n)
{
*_finish = val;
_finish++;
}
}
else
{
//删减
_finish = _start + n;
}
}实际上我们也可以一直尾插T()，但是我们既然知道了我们要多少空间，我们不如直接把空间开完，然后进行赋值就好了，赋值的循环条件是_finish指针到最后扩容的指针的位置，也是比较好理解的。
4 Print_vector
当插入和扩容操作都完成了，下一步就是打印了，当然会有人说初始化怎么办，不急，我们先构造一个空的vector就可以了：
vector()
{}
iterator _start = nullptr;
iterator _finish = nullptr;
iterator _end_of_storage = nullptr;先使用上缺省值，方便测试即可。
Print_vector是用来打印vector的，这里其实变相的考了遍历方式，遍历就是三件套：
void Print_vector(const T& t)
{
for (auto e : t)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
//typename 告诉编译器这是个类型
typename vector<T>::iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
for (int i = 0;i < size();i++)
{
cout << v[i] << " ";
}
}这是三种遍历方式，下标访问和迭代器使用都是没有问题的，唯独需要注意的是typename那里，如果那里我们使用auto it = v.begin()是没有问题的，但是如果我们使用vector<T>::iterator it = v.begin()就会有问题了，这里是因为编译器不知道这里的vector<T>::iterator是类型还是变量了，编译器的原则是不会去类模板里面找东西，而这里使用了模板，那么从编译器的角度出发，它不知道这个究竟是个类型还是变量，所以使用typename。
5 insert和erase
push_back和pop_back是尾插尾删，想要任意位置插入就需要用到insert和erase，文档里面erase有删除一段区间的，这里我们就实现任意位置删除一个数据即可，因为删除一段区间的原理是一样的，因为是任意位置删除和插入，所以实现了之后在push_back和pop_back上也可以复用
insert实现的原理很简单，挪动数据添加数据即可，当然要注意是否要扩容：
void insert(iterator pos, const T& val)
{
assert(pos <= _finish);
assert(pos >= _start);
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t len = pos - _start;
reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
pos = len + _start;//易错点
}
iterator it1 = _finish - 1;
while (it1 >= pos)
{
*(it1 + 1) = *it1;
it1--;
}
*pos = val;
_finish++;
}当然，为了位置的合法性，这里使用assert断言一下，然后就是判断扩容，但是这里和push_back的size是一个道理，一旦发生扩容，那么pos位置就会变化，while循环的判断就会出问题，所以我们扩容后要更新一下pos的位置，这样才能保证循环的进行。
这里相对string还有一个很好的地方就是我们不用担心end >= pos的那种隐式类型转换比较的发生。
erase的实现原理是一样的，把删除位置的数据往后移动即可。
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos <= _finish);
assert(pos >= _start);
iterator it1 = pos + 1;
while (it1 < _finish)
{
*(it1 - 1) = *it1;
it1++;
}
_finish--;
return pos;
}那么这里的复用就是：
void push_back(const T& val)
{
insert(end(), val);
}
void pop_back()
{
assert(!empty());
_finish--;
}
6 拷贝构造
这里的拷贝构造没有string拷贝那么复杂了，不用想深拷贝的问题，开空间一直插入就可以了：
vector(const vector<T>& v)
{
reserve(capacity());
for (auto& e : v)
{
push_back(e);
}
}拷贝构造的最基本要求不能忘记，参数必须是const 的引用类型，不然会发生无限递归的问题。
7 构造
构造是最终boss。
第一个构造，即构造一个空的顺序表，我们可以专门写个函数：
vector()
:_start(nullptr)
,_finish(nullptr)
,_end_of_storage(nullptr)
{}当然，没有必要，我们给上三个缺省值就可以了，这是一个构造重载。
第二个重载是给n个element，也很好操作，一直尾插就好了：
vector(size_t n, const vector<T>& val = T())
{
reserve(n);
for (int i = 0;i < n;i++)
{
push_back(val);
}
}第二个也没多大问题，再来看第三个区间构造，实际上第三个重载的最后一个参数可以完全不用管的，没有多大意义，区间构造会再用到一个模板，即类模板的成员函数也可以是个模板：
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first,InputIterator last)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
first++;
}
}以为结束了？还没有，看这段代码：
vector<int> v3 = { 1,2,3,4,5,6 };
这个构造是不是觉得有点奇怪，好像对不上上面三个构造中的任何一个，因为花括号里面的类型是initializer_list
这是一个类，它的成员变量也就几个迭代器和size，但是这是c++11引进的，即c++11准许如下的初始化方式：
void Test_vector()
{
//有关initializer_list
int a = 1;
int b = { 1 };
int c{ 1 };
//上面写法均正确 但是不推荐后面两种
vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5,6 };//隐式类型转化
vector<int> v2({ 1,2,3,4,5,6,7,8 });//直接构造
}但是不推荐这种方式，代码可读性没那么高，但是我们看到这种初始化方式应该知道这是使用的initializer_list类型来初始化的，这里的初始化也是涉及到了隐式类型转换，先构造一个临时对象，再拷贝构造这个临时对象，那么编译器会优化为直接构造。
所以构造就是这样构造的：
vector(initializer_list<T> il)
{
reserve(il.size());
for (auto& e : il)
{
push_back(e);
}
}但是，这里会出问题了：
vector(initializer_list<T> il)
{
reserve(il.size());
for (auto& e : il)
{
push_back(e);
}
}
vector(size_t n, const vector<T>& val = T())
{
reserve(n);
for (int i = 0;i < n;i++)
{
push_back(val);
}
}
void Test()
{
vector<int> v(10,1);
vector<int> v(10u,1);
vector<int> v(10,'a');
}下面的两个构造就不会出问题，第二个的u是无符号的标志，即size_t，第一个会出问题，因为10和1默认的类型是int，那你说，调用上面的没问题吧？调用下面的，虽然第一个的参数类型是size_t，但是将就将就吧也可以，那你说，编译器调用哪个？
所以这里会报错，那么源代码里面解决的就很简单粗暴：
vector(int n, const vector<T>& val = T())
{
reserve(n);
for (int i = 0;i < n;i++)
{
push_back(val);
}
}类型转换一下~
8 赋值
这里的赋值我们可以直接采用现代写法，不用传统的先开空间，再进行数据拷贝，我们利用swap函数，可以达到很好的效果：
void swap(const vector<T>& v)
{
std::swap(_start,v._start);
std::swap(_finish,v._finish);
std::swap(_end_of_storage,v._end_of_storage);
}这里需要注意到的是swap的调用需要用到域名访问限定符，不然编译器会调用离函数最近的函数，即它本身，而我们使用的是std库里面的交换函数，所以需要使用::。
有了交换，我们构造一个临时对象，再进行交换即可：
vector<int>& operator=(vector<T> v)
{
swap(v);
return *this;
}我们提及到过连续赋值的条件是返回值应该是赋值过后的值，所以我们需要返回赋值之后的对象。
9 memcpy的问题
先看这样一段代码：
void Test5_vector()
{
vector<string> v;
v.push_back("11111");
v.push_back("22222");
v.push_back("33333");
v.push_back("44444");
v.push_back("55555");
for (auto& e : v)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}如果我们只存入4个或者及以下的数据是没有问题的，但是存入5个数据之后，就会存在访问出错的问题，这一切都是因为memcpy，也就是在扩容，尾插的时候会涉及到的问题。
我们了解memcpy的底层之后，就知道memcpy拷贝的方式是逐字节的拷贝，所以当_start指向的空间是自定义类型的时候，经过扩容之后，就会导致_start指向的空间被销毁，但是拷贝过来的指针依旧是指向那块被销毁的空间的，我们再次访问自然就会报错。
所以这里我们最好的方法就是进行赋值：
void reserve(size_t n)
{
if (capacity() < n)
{
size_t old_size = size();
T* tmp = new T[n];
//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());
for (int i = 0; i < old_size; i++)
{
tmp[i] = _start[i];
}
delete[] _start;
_start = tmp;
_finish = tmp + old_size;
_end_of_storage = tmp + n;
}
}本质就是拷贝构造一个临时对象，就不会导致越界访问的问题。
10 迭代器失效
void Test6_vector()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
v1.push_back(5);
v1.push_back(6);
v1.push_back(7);
v1.push_back(8);
vector<int>::iterator it = v1.begin() + 3;
v1.insert(it, 40);
Print_vector(v1);
//it = v1.begin() + 3;
cout << *it << endl;
}当我们多次插入之后，伴随着扩容的发生，所以it的位置会发生改变，it指向的是原来的空间位置，所以此时我们打印it的值的时候就会打印出来错误的值，所以如果发生了空间的改变导致迭代器失效，如果我们还要使用迭代器，我们就需要重置迭代器-》即那段注释。
void Test7_vector()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
v1.push_back(4);
v1.push_back(5);
v1.push_back(4);
vector<int>::iterator it = v1.begin();
while (it != v1.end())
{
if (*it % 2 == 0)
{
v1.erase(it);
it++;
}
}
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}且看这段删除偶数的代码，好像没有问题？有以下几种情况就会出错了，11252，1223。
因为删除之后会有移动数据的发生，比如1223，删除了第一个2，第二个2往前面移动，然后再pos位置的指针往后移动，就相当于it指针移动了两次，所以会错过，那么如果最后一个是偶数，即11252，就会完美错过end，那么循环条件就无法结束，就会死循环了。
解决方法也很简单，让it删除之后原地踏步就好了：
while (it != v1.end())
{
if (*it % 2 == 0)
{
it = v1.erase(it);//解决方法
}
else
{
++it;
}
}这也是为什么erase的返回值是iterator的原因，整个代码都是前后呼应的。
感谢阅读！
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