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vector（上）~
vector
- 二、vector的模拟实现
- 1、了解组成
- 2、vector.h
- （1）为什么有了size_t参数的vector构造函数还要再写一个int参数的重载vector构造函数
- （2）为什么reserve不用memcpy
- （3）reserve和resize的相关解释
- （4）迭代器失效问题详解
二、vector的模拟实现
1、了解组成
首先我们需要在头文件stl_vector.h中了解vector的构成，它的三个私有成员分别是迭代器start、迭代器finish、迭代器endofstorage，分别指向vector的头、size的尾、capacity的尾
既然要实现了，自然要按照人家的标准最好，所以我们选择它们三个为私有成员变量
看一下vector的接口有哪些，当然我们还是去实现最基本也是重要最常用的那部分
2、vector.h
#pragma once
#include <iostream>
#include <assert.h>
namespace little_monster
{
template <class T>
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
//迭代器
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
const_iterator begin() const
{
return _start;
}
const_iterator end() const
{
return _finish;
}
//构造、拷贝、析构函数
vector()
{}
vector(size_t n, const T& value = T())
{
reserve(n);
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
push_back(value);
}
}
vector(int n, const T& value = T())
{
reserve(n);
for (int i = 0; i < n; i++)
{
push_back(value);
}
}//(1)为什么有了size_t参数的vector还要再写一个int参数的
template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator end)
{
while (first != end)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
vector(const vector<T>& v)
{
reserve(v.capacity());
for (auto& e : v)
{
push_back(e);
}
}
vector<T>& operator=(vector<T> v)
{
swap(v);
return *this;
}
~vector()
{
delete[] _start;
_start = _finish = _endofstorage = nullptr;
}
//容量
size_t size() const
{
return _finish - _start;
}
size_t capacity() const
{
return _endofstorage - _start;
}
bool empty() const
{
if (_start == _finish)
{
return 1;
}
return 0;
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
T* tmp = new T[n];
size_t sz = size();
if (_start)
{
for (size_t i = 0; i < sz; i++)
{
tmp[i] = _start[i];
}
delete[] _start;
}
_start = tmp;
_finish = _start + sz;
_endofstorage = _start + n;
}
}//（2）为什么reserve不用memcpy
void resize(size_t n, const T& val = T())
{
if (n > size())
{
reserve(n);
while (_finish < _start + n)
{
*_finish = val;
++_finish;
}
}
else
{
_finish = _start + n;
}
}//（3）reserve和resize的相关解释
//增删查改
void push_back(const T& x)
{
if (_finish == _endofstorage)
{
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
}
*_finish = x;
++_finish;
}
void pop_back()
{
assert(_start < _finish);
--_finish;
}
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finish);
if (_finish == _endofstorage)
{
size_t len = pos - _start;
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
pos = _start + len;
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
++_finish;
return pos;
}
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos < _finish);
iterator it = pos + 1;
while (it < _finish)
{
*(it - 1) = *it;
++it;
}
--_finish;
return pos;
}
void swap(vector<T>& v)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
}
T& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
const T& operator[](size_t pos) const
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
private:
iterator _start = nullptr;
iterator _finish = nullptr;
iterator _endofstorage = nullptr;
};
}
有关模拟实现的几个问题，在下面一一解释
（1）为什么有了size_t参数的vector构造函数还要再写一个int参数的重载vector构造函数
在两个构造函数都存在的情况下程序正常运行
void test()
{
vector<int> v(10,0);
for (auto e : v)
{
std::cout << e << " ";
}
std::cout << std::endl;
}
屏蔽掉int参数的构造函数后，发生报错
这里的原因其实是下面的这个函数
template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator end)
{
while (first != end)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
这里的template < class InputIterator >用来声明一个类模版，它将接受一个迭代器类型的参数
我们看参数为10和0，在size_t参数构造函数中，两参数的类型为size_t和一个模版，而在该函数中为两个迭代器，也就是两个指针，在size_t参数构造函数中int需要强制类型转换为size_t，而该函数不用，两相比较下，软件会选择更合适的，但end一定要比begin大的，所以这里报错了，重载一个int类型的构造函数就能解决这个问题
（2）为什么reserve不用memcpy
reserve使用memcpy就会发生浅拷贝的问题，当删除旧空间的时候会发现我们reserve出来的空间不能使用了，因为memcpy将指针给拷贝过去，新的指针还是指向旧的空间，当旧的空间释放了就会出现野指针的错误（前面其他文章也有多次提到过深浅拷贝的问题了）
（3）reserve和resize的相关解释
关于reserve，它的参数有两种情况，第一种是参数n>capacity()，第二种就是n<=capacity()
在第二种情况下相当于是无事发生，第一种情况需要开辟新的空间之后，将数据转移到新空间，然后释放旧空间
关于resize，它的第一个参数有两种情况，第一种是参数n>size()，第二种是n<=size()
第一种情况下，会将size()和capacity()的大小都改变，将从原本的_finish位置开始一直到_endofstorage的前一个位置都初始化为第二个参数，第二种情况下直接将_finish提前就可以了
（4）迭代器失效问题详解
迭代器失效的问题在前面的文章当中提到过，这里搭配着insert和erase函数详细分析一下
迭代器失效问题跟上面第三个问题在根本是一样的，在reserve时，需要扩容，开辟新的空间之后，将数据转移到新空间，然后释放旧空间，那么这个指针就不能用了，因为其指向的空间已经释放了，当然resize也一样，所以我们要用深拷贝，new一个新空间然后数据转移释放旧空间
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