文章目录
- 1. vector功能函数模拟实现
- vector成员变量定义
- vecor构造函数
- vector迭代器
- vector的size函数
- vector的capacity函数
- vector的operator[]函数
- vector的reserve函数
- vector的resize函数
- vector的insert函数
- vector的erase函数
- vector的push_back函数
- vector的pop_back函数
- vector的拷贝构造函数
- vector的operator=运算符重载函数
- vector的析构函数
- 2.vector.h文件
1. vector功能函数模拟实现
vector成员变量定义
template<class T>
class vector
{
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
private:
iterator _start = nullptr;//指向vector第一个数据的位置
iterator _finish = nullptr;//指向vector最后一个数据的下一个位置
iterator _endofstorage = nullptr;//记录最大存储容量的下一个位置
}
①
template<class T>使用类模板，来支持vector类实现不同类型的数组；②通过typedef将对应类型的源生指针实现成vector的迭代器iterator；③自定义类型的成员变量会调用默认构造函数进行初始化，而内置类型的成员变量，不同的编译器实现方式不同，默认内置类型的成员变量为随机值；④C++11中针对内置类型成员不初始化的缺陷打了补丁，即内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值；⑤为了避免内置类型成员为随机值带来的错误，给声明成员变量赋值为nullptr；
vecor构造函数
//构造函数
vector()
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endofstorage(nullptr)
{}
构造函数中使用初始化列表进行初始化
vector迭代器
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
const_iterator begin()const
{
return _start;
}
const_iterator end()const
{
return _finish;
}
begin()获取第一个数据位置的iterator，end()获取最后一个数据下一个位置的iterator，分别针对普通vector对象、const vector对象事项不同的begin()\end()函数。
vector的size函数
size_t size()const
{
return _finish - _start;
}
[_start,_finish)为左闭右开区间，_finish - _start为vector有效数据个数。
vector的capacity函数
size_t capacity()const
{
return _endofstorage - _start;
}
[_start,_endofstorage)为左闭右开区间，_endofstorage - _start为vector的存储容量。
vector的operator[]函数
T& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
const T& operator[](size_t pos)const
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
针对不同对象实现不同版本的
operator[]函数，判断pos位置是否在有效数据范围内。
vector的reserve函数
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
size_t sz = size();
T* tmp = new T[n];
if (_start)
{
//memcpy对自定义类型进行的为浅拷贝
//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);
//扩容的时候带来的，vector<自定义类型>带来的深拷贝问题
for (int i = 0; i < size(); i++)
{
tmp[i] = _start[i];
}
delete[] _start;
}
_start = tmp;
_finish = _start + sz;
_endofstorage = _start + n;
}
}
①使用
if语句判断是否需要扩容，避免了缩容带来的效率降低；②使用new开辟n个T类型的空间；③如果vextor不是首次扩容，则需要拷贝数据，使用memcpy函数对内置类型数据进行浅拷贝效率很高，但是对自定义数据进行浅拷贝，会出现析构两次、空间通用的错误，需要使用for循环进行一对一赋值，若数据为内置类型，进行正常的赋值，若数据为自定义类型，则会调用该自定义类型的赋值运算符重载函数进行深拷贝，delete[] _start;可以释放vector空间⑤最后使用tmp\sz\n对扩容的地址_start\_finish\_endofstorage进行更新。
vector的resize函数
//调整vector的size()
void resize(size_t n, const T& val = T())
{
if (n < size())
{
_finish = _start + n;
}
else
{
reserve(n);
while (_finish != _start + n)
{
*_finish = val;
_finish++;
}
}
}
使用
if语句判断，n小于vector原有数据个数，直接对_finish位置进行更改；n大于vector原有数据个数，进行扩容后再进行赋值拷贝！
vector的insert函数
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
assert(pos >= _start && pos <= _finish);
if (_finish == _endofstorage)
{
//记录pos位置与_start位置的距离
int len = pos - _start;
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 3 : capacity() * 2;
reserve(newcapacity);
//解决迭代器失效问题
pos = _start + len;
}
T* end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
end--;
}
*pos = x;//自定义类型会调用赋值运算符重载函数
_finish++;
return pos;
}
①使用
assert判断pos位置是否和合法；②判断是否需要扩容，如果需要扩容，则需要记录pos位置与_start位置的距离，重新扩容后，_start指向新的空间，pos位置还指向已经释放掉的原有空间的位置，需要更新内部pos位置，解决内部pos迭代器失效问题；③挪动插入数据，返回pos的迭代器指向。
eg：
void Testinsert()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
//在insert外部使用pos记录位置
vector<int>::iterator pos = v.begin();
//使用pos位置进行插入
v.insert(pos, 100);
//再次对pos位置的数据进行操作
*pos += 10;
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
VS结构下代码编译运行的结果为：
g++结构下编译的结果为：
总结：
①使用
insert函数在pos位置迭代器插入数据，继续访问pos位置的数据，如果扩容这个pos位置的迭代器失效了；②在VS编译器上直接报错，在g++上正常运行；③如果要继续访问pos位置的数据，需要接收insert函数返回迭代器（即给it重新赋值即可）。
vector的erase函数
//任意删除
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start && pos < _finish);
iterator it = pos + 1;
while (it != _finish)
{
*(it - 1) = *it;
it++;
}
_finish--;
return pos;
}
①判断删除的pos位置是否合法；②使用it记录pos下一个位置，然后挪动数据覆盖进行删除数据；③返回删除位置的迭代器。
eg：
void Testerase()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
v.push_back(6);
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
vector<int>::iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
if (*it % 2 == 0)
{
v.erase(it);
}
else
{
it++;
}
}
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
}
VS结构下代码编译运行的结果为：
g++结构下编译的结果为：
总结：
①使用
erase函数在pos位置迭代器删除数据，需要继续访问pos位置的数据，如果删除的pos位置的数据为最后一个数据，删除后该迭代器不属于有效范围，即迭代器失效了；②在VS编译器上直接报错，在g++上一般会正常运行；③如果要继续访问pos位置的数据，需要接收erase函数返回迭代器。（即给it重新赋值即可）。
vector的push_back函数
void push_back(const T& x)
{
//方法一：
//判断是否需要扩容
if (_finish == _endofstorage)
{
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 3 : capacity() * 2;
reserve(newcapacity);
}
*_finish = x;//自定义类型会调用赋值运算符重载函数
_finish++;
}
void push_back(const T& x)
{
//方法二：
insert(end(), x);
}
使用
if语句进行判断是否需要扩容，直接在_finish插入数据，更新_finish位置。
vector的pop_back函数
void pop_back()
{
erase(end()-1);
}
使用
erase函数进行尾删
vector的拷贝构造函数
方法一：
vector(const vector<T>& v)
{
_start = new T[v.size()];
//memcpy(_start, v._start, sizeof(T) * sz);
for (int i = 0; i < v.size(); i++)
{
_start[i] = v._start[i];
}
_finish = _start + v.size();
_endofstorage = _start + v.capacity();
}
方法二：
vector(const vector<T>& v)
{
reserve(v.size());
for (auto e : v)
{
push_back(e);
}
}
拷贝构造函数方法一：开辟
vector拷贝构造对象的相同空间，如果vector存储的数据类型为自定义类型，使用到memcpy函数会浅拷贝，需要使用for循环进行赋值，如果vector存储的数据类型为内置类型，则为正常的赋值；如果vector存储的数据类型为自定义类型，则会调用赋值运算符重载函数进行深拷贝。拷贝构造函数方法二：使用reserve函数开辟空间，使用范围for和vector尾插函数push_back进行尾插vector拷贝构造对象的数据。
//使用n个val值初始化数组
vector(size_t n, const T& val = T())
{
resize(n, val);
}
//针对vector<int,int>实现
vector(int n, const T& val = T())
{
resize(n, val);
}
在
vector拷贝构造函数的形参const T& val = T()，T()如果T类型为内置类型则val为编译器使用默认值；如果T类型为自定义类型，则会调用默认构造函数。
//使用vector的迭代区间进行初始化--左闭右开
//template<class IputIterator>
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
first++;
}
}
使用
push_back函数插入拷贝构造对象迭代器区间的数据。
vector的operator=运算符重载函数
void swap(vector<T>& v)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
}
vector<T>& operator=(vector<T> v)
{
swap(v);
return *this;
}
在运算符重载函数的形参会调用拷贝构造函数构造一个
vector对象v，使用swap函数交换两个vector对象私有成员变量后，vector对象v指向旧空间（this原指向的空间），在operator=函数结束时会主动释放。
vector的析构函数
~vector()
{
if (_start)
{
delete[] _start;
_start = _finish = _endofstorage = nullptr;
}
}
析构函数释放
_start指向的空间，将_start\_finish\_endofstorage进行置空。
2.vector.h文件
#include<assert.h>
#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>
using namespace std;
namespace hhl
{
template<class T>
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
const_iterator begin()const
{
return _start;
}
const_iterator end()const
{
return _finish;
}
//构造函数
vector()
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endofstorage(nullptr)
{}
//拷贝构造 v1(v2)
//vector(const vector<T>& v)
//{
// _start = new T[v.size()];
// //memcpy(_start, v._start, sizeof(T) * sz);
// for (int i = 0; i < v.size(); i++)
// {
// _start[i] = v._start[i];
// }
// _finish = _start + v.size();
// _endofstorage = _start + v.capacity();
//}
vector(const vector<T>& v)
{
reserve(v.size());
for (auto e : v)
{
push_back(e);
}
}
//使用n个值初始化数组
vector(size_t n, const T& val = T())
{
resize(n, val);
}
vector(int n, const T& val = T())
{
resize(n, val);
}
//使用vector的迭代区间进行初始化--左闭右开
//template<class IputIterator>
//vector(IputIterator first, IputIterator last)
//{
// size_t n = last - first;
// _start = new T[n];
// int i = 0;
// while (first != last)
// {
// _start[i] = *first;
// i++;
// first++;
// }
// _finish = _start + n;
//}
// [first, last)
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
first++;
}
}
void swap(vector<T>& v)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
}
vector<T>& operator=(vector<T> v)
{
swap(v);
return *this;
}
~vector()
{
if (_start)
{
delete[] _start;
_start = _finish = _endofstorage = nullptr;
}
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
size_t sz = size();
T* tmp = new T[n];
if (_start)
{
//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);
//扩容的时候带来的，vector<自定义类型>带来的深拷贝问题
for (int i = 0; i < size(); i++)
{
tmp[i] = _start[i];
}
delete[] _start;
}
_start = tmp;
_finish = _start + sz;
_endofstorage = _start + n;
}
}
void resize(size_t n, const T& val = T())
{
if (n < size())
{
_finish = _start + n;
}
else
{
reserve(n);
while (_finish != _start + n)
{
*_finish = val;
_finish++;
}
}
}
void push_back(const T& x)
{
//方法一：
//判断是否需要扩容
if (_finish == _endofstorage)
{
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 3 : capacity() * 2;
reserve(newcapacity);
}
*_finish = x;
_finish++;
//方法二：
insert(end(), x);
}
//复用erase函数
void pop_back()
{
erase(end()-1);
}
//void insert(iterator pos,const T& x)
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
assert(pos >= _start && pos <= _finish);
if (_finish == _endofstorage)
{
//记录pos位置与_start位置的距离
int len = pos - _start;
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 3 : capacity() * 2;
reserve(newcapacity);
//解决迭代器失效问题
pos = _start + len;
}
T* end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
end--;
}
*pos = x;
_finish++;
return pos;
}
//任意删除
iterator erase(iterator pos)
{
//assert(pos >= _start && pos < _finish);
iterator it = pos + 1;
while (it != _finish)
//while (it <= _finish)
{
*(it - 1) = *it;
it++;
}
_finish--;
return pos;
}
size_t size()const
{
return _finish - _start;
}
size_t capacity()const
{
return _endofstorage - _start;
}
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;
};
}
![Java IO流（四）Netty理论[模型｜核心组件]](https://img-blog.csdnimg.cn/19e6ae2d19994e52ab414afd97144c2b.png)
