目录
- 一、模拟实现
- 二、使用memcpy拷贝问题
- 三、动态二维数组理解
一、模拟实现
namespace hxj
{
template<class T>
class vector
{
public:
// Vector的迭代器是一个原生指针
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
//构造和销毁
vector()
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _end_of_storage(nullptr)
{}
vector(size_t n, const T& value = T())
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _end_of_storage(nullptr)
{
reserve(n);
while (n--)
{
push_back(value);
}
}
/*
理论上将，提供了vector(size_t n, const T& value = T())之后
vector(int n, const T& value = T())就不需要提供了，但是对于：
vector<int> v(10, 5);
编译器在编译时，认为T已经被实例化为int，而10和5编译器会默认其为int类型
就不会走vector(size_t n, const T& value = T())这个构造方法，
最终选择的是：vector(InputIterator first, InputIterator last)
因为编译器觉得区间构造两个参数类型一致，因此编译器就会将InputIterator实例化为int
但是10和5根本不是一个区间，编译时就报错了
故需要增加该构造方法
*/
vector(int n, const T& value = T())
: _start(new T[n])
, _finish(_start + n)
, _end_of_storage(_finish)
{
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
_start[i] = value;
}
}
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
vector(const vector<T>& v)
{
_start = new T[v.capacity()];
for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
{
_start[i] = v._start[i];
}
_finish = _start + v.size();
_end_of_storage = _start + v.capacity();
}
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<T>& operator=(vector<T> v)
{
swap(v);
return *this;
}
~vector()
{
if (_start)
{
delete[] _start;
_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
}
}
// 迭代器
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
const_iterator cbegin() const
{
return _start;
}
const_iterator cend() const
{
return _finish;
}
// 容量
size_t size() const
{
return _finish - _start;
}
size_t capacity() const
{
return _end_of_storage - _start;
}
bool empty() const
{
return _start == _finish;
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
size_t oldSize = size();
// 1. 开辟新空间
T* tmp = new T[n];
// 2. 拷贝元素
// 这里直接使用memcpy会有问题吗？
//if (_start)
//memcpy(tmp, _start, sizeof(T)*size);
if (_start)
{
for (size_t i = 0; i < oldSize; ++i)
tmp[i] = _start[i];
// 3. 释放旧空间
delete[] _start;
}
_start = tmp;
_finish = _start + oldSize;
_end_of_storage = _start + n;
}
}
void resize(size_t n, const T& value = T())
{
// 1.如果n小于当前的size，则数据个数缩小到n
if (n <= size())
{
_finish = _start + n;
return;
}
// 2.空间不够则增容
if (n > capacity())
reserve(n);
// 3.将size扩大到n
iterator it = _finish;
_finish = _start + n;
while (it != _finish)
{
*it = value;
++it;
}
}
// 元素访问
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);
}
// vector的修改操作
void push_back(const T& x)
{
insert(end(), x);
}
void pop_back()
{
erase(end() - 1);
}
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
assert(pos <= _finish);
// 空间不够先进行增容
if (_finish == _end_of_storage)
{
//size_t size = size();
size_t newCapacity = (0 == capacity()) ? 1 : capacity() * 2;
reserve(newCapacity);
// 如果发生了增容，需要重置pos
pos = _start + size();
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
++_finish;
return pos;
}
// 返回删除数据的下一个数据
// 方便解决:一边遍历一边删除的迭代器失效问题
iterator erase(iterator pos)
{
// 挪动数据进行删除
iterator begin = pos + 1;
while (begin != _finish) {
*(begin - 1) = *begin;
++begin;
}
--_finish;
return pos;
}
private:
iterator _start;
iterator _finish;
iterator _end_of_storage;
};
}
// 对模拟实现的vector进行测试
void TestBitVector1()
{
hxj::vector<int> v1;
hxj::vector<int> v2(10, 5);
int array[] = { 1,2,3,4,5 };
hxj::vector<int> v3(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
hxj::vector<int> v4(v3);
for (size_t i = 0; i < v2.size(); ++i)
{
cout << v2[i] << " ";
}
cout << endl;
auto it = v3.begin();
while (it != v3.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
for (auto e : v4)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
void TestBitVector2()
{
hxj::vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
cout << v.size() << endl;
cout << v.capacity() << endl;
cout << v.front() << endl;
cout << v.back() << endl;
cout << v[0] << endl;
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
v.pop_back();
v.pop_back();
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
v.insert(v.begin(), 0);
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
v.erase(v.begin() + 1);
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
二、使用memcpy拷贝问题
假设模拟实现的vector中的reserve接口中，使用memcpy进行的拷贝，以下代码会发生什么问题？
int main()
{
hxj::vector<std::string> v;
v.push_back("1111");
v.push_back("2222");
v.push_back("3333");
return 0;
}
问题分析：
- memcpy是内存的二进制格式拷贝，将一段内存空间中内容原封不动的拷贝到另外一段内存空间中。
- 如果拷贝的是内置类型的元素，memcpy既高效又不会出错，但如果拷贝的是自定义类型元素，并且自定义类型元素中涉及到资源管理时，就会出错，因为memcpy的拷贝实际是浅拷贝。
结论：如果对象中涉及到资源管理时，千万不能使用memcpy进行对象之间的拷贝，因为memcpy是浅拷贝，否则可能会引起内存泄漏甚至程序崩溃。
三、动态二维数组理解
以杨慧三角的前n行为例：
杨辉三角OJ：入口
// 假设numRows为5
class Solution {
public:
hxj::vector<hxj::vector<int>> generate(int numRows) {
// 使用vector定义二维数组vv，vv中的每个元素都是vector<int>
hxj::vector<hxj::vector<int>> vv(numRows);
// 将二维数组每一行中的vecotr<int>中的元素全部设置为1
for (int i = 0; i < numRows; ++i)
{
vv[i].resize(i + 1, 1);
}
// 给杨慧三角出第一列和对角线的所有元素赋值
for (int i = 2; i < numRows; ++i)
{
for (int j = 1; j < i; ++j)
{
vv[i][j] = vv[i - 1][j] + vv[i - 1][j - 1];
}
}
return vv;
}
};
vector<vector< int >> vv(n); 构造一个vv动态二维数组，vv中总共有n个元素，每个元素都是vector类型的，每行没有包含任何元素，如果n为5时如下所示：
vv中元素填充完成之后，如下图所示：
使用标准库中vector构建动态二维数组时与上图实际是一致的。
