vector模拟实现迭代器失效

news2024/11/15 8:15:56

1.vector和vector>

1.1两者的区别

1.2遍历的方法

2.vector模拟实现的准备

3.reserve出现的问题及解决方案

4.遍历vector的三种方式

5.关于typename的使用

6.insert导致的迭代其实失效问题

6.1因为扩容导致的迭代器失效

6.2因为插入数据倒置的迭代器失效

1.vector<int>和vector<vector<int>>

1.1两者的区别

vector<int>表示的就是一个一维数组，这个一维数组的数据类型都是int类型的；

vector<vector<int>>表示的就是一个二维数组，这个数组的每一个元素都是vector<int>类型的，也就是说这个数组里面的每一个元素都是一个vector<int>的一维数组

1.2遍历的方法

我们下面这个代码里面还对于这个二维数组进行遍历，这个遍历我们使用了两个for循环；

其中这个里面包括了我们对于数组元素的修改，我们的修改提供了两个方式，第一个就是使用的这个[][]即方括号索引，我们也可以使用这个operator[],第一个是属于vector<int>的，第二个是属于int,两个方括号不是一个类里面的，两个方法是等效的；

2.vector模拟实现的准备

我们首先要构建出来一个基本的框架，方便我们进行后续的操作：其中这个里面的_finish就是到我们的这个真实数据的最后一个位置，类似于我们之前介绍的这个size，这个end_of_storage类似于我们之前介绍的这个capacity，就是这个空间大小，容量；

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


namespace bite
{
	template<class T>
	class vector
	{
	public:
		typedef T* iterator;

		void reserve(size_t n)
		{
			T* temp = new T[n];
			memcpy(temp, _start, size());
			delete[] _start;

			_start = temp;
			_finish = _start + size();
			_end_of_storage = _start + n;

		}

		size_t size()
		{
			return _finish - _start;
		}

		size_t capacity()
		{
			return _end_of_storage - _start;
		}

		void push_back(const T& x)
		{
			//扩容判断语句
			if (_finish == _end_of_storage)
			{
				reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
			}
			*_finish = x;
			++_finish;
		}

		T& operator[](size_t n)
		{
			assert(n < size());
			return _start[n];
		}

	private:
		iterator _start = nullptr;
		iterator _finish = nullptr;
		iterator _end_of_storage = nullptr;
	};

	void test01()
	{
		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;
	}
}

3.reserve出现的问题及解决方案

我们在实现这个vector扩容的时候，这个里面会出现类似于下面的问题，就是我们的这个vector扩容是因为这个空间不够了，我们需要开辟新的空间，vector的底层使用的是内存池，但是我们这里直接使用这个new进行动态的开辟，因为即使是内存池，这个空间也是new出来的；

空间开辟完成之后，我们直接进行这个memcpy即进行拷贝，从_start开始，拷贝的数量就是这个size()空间大小，拷贝到这个temo位置上面，然后我们释放掉原来的空间；

我们让这个temp只想我们的_start,finish就是开始加上这个size()大小，capacity就是开始加上新开辟的空间n的大小，这个看似没有问题，实际上运行的时候就会报错，聪明的你发现问题了吗？

实际上，上面的这个问题就是因为这个_finish计算的时候需要去进行这个size()函数的调用，但是调用这个函数的时候，需要使用到这个finish-start,然而这个原意是让这个初始情况下的finish-start，但是这个实际上我们的finish调用的上一步，start已经被重新赋值，这个时候就违背了我们的意愿要求；

这个时候，有两个解决方案，就是先更新这个finish，再对于这个start进行更新在，这个是可以的，但是这个方式我们不推荐，因为看着很别扭，都知道这个start,finish,storage，这个时候你的顺序不对看着就难受；

这个时候我们可以使用下面的方法，就是提前记录下来这个size的空间大小，然后进行使用：

4.遍历vector的三种方式

第一种就是用这个普通的for循环进行遍历，使用下标进行容器元素的遍历；

第二个方式就是使用这个迭代器的方式，这个里面的这个vector<int>::iterator表示的实际含义就是这个iterator是一个迭代器，这个迭代器是用来对于这个vector<int>容器里面的元素进行遍历的；

第三个就是使用范围for进行遍历，使用这个auto进行这个类型的识别即可；

5.关于typename的使用

我们这个vector的使用里面是如何引入我们的这个typename的呢，首先是这个我们想要让这个vector容器里面存储这个double类型的数据，同样是对于数据的打印，我们想要这个函数打印这个double类型的数据，这个时候的我们的这个print_vector这个函数里面的参数的数据类型就是这个const vector<T>这个时候，参数会根据我们的传参进行判断，例如我们传递这个v就是vector<int>类型，这个时候的T就是int，但是当我们传递这个vector<double>的时候，这个T就是double类型了，这个就是模版；

因为这个时候函数的参数里面是这个const类型的数据，因此这个迭代器需要更改为这个const_iterator，这个要求我们需要实现const版本的函数：

这个时候就有了需要typename的地方，就是因为这个时候的vector<T>没有进行实例化，编译器无法区分这个const_iterator是静态成员变量还是迭代器，不会进入这个没有实例化的模版里面取东西，因此我们需要加上这个typename关键字；

这个vector<T>就是没有实例化，像这种vector<int>明确的给出来这个容器里面的数据类型的，就是已经进行了实例化，这个就是有无实例化的说明；

当然这个时候，貌似这个it的类型的名字很长，这个时候才是我们的auto真正的进行大展身手的时候，我们前面见到的这个aotu替换数据类型效果都不是很显著，但是这个地方的替换就很明显，凸显了auto的默认类型识别的功能；

6.insert导致的迭代其实失效问题

6.1因为扩容导致的迭代器失效

下面的这个我们通过调试就会发现，当这个需要进行扩容的时候，这个时候pos的位置应该已经变了，但是我们的这个程序里面的这个pos依然是指向的原来的空间，这个时候就是迭代器失效了，观察到的现象就是我们进行调试的时候，当这个end=pos之后，继续进行下去，按理说这个循环应该停止，但是这个时候因为我们的pos执行原来的空间，因此这个时候的循环会继续进行下去；