目录
[1.1 vector的介绍](#1.1 vector的介绍)
[1.2 vector的使用](#1.2 vector的使用)
[1.2.1 vector的定义](#1.2.1 vector的定义)
[1.2.2 vector iterator 的使用](#1.2.2 vector iterator 的使用)
[1.2.3 vector 空间增长问题](#1.2.3 vector 空间增长问题)
[1.2.4 vector 增删查改](#1.2.4 vector 增删查改)
[1.2.5 vector 迭代器失效问题。(重点)](#1.2.5 vector 迭代器失效问题。(重点))
[2.1 使用memcpy拷贝问题](#2.1 使用memcpy拷贝问题)
[2.2 动态二维数组理解](#2.2 动态二维数组理解)
1.vector****的介绍及使用
1.1 vector****的介绍
- vector 是表示可变大小数组的序列容器。
- 就像数组一样, vector 也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对 vector 的元素进行访问,和数组一样高效。但是又不像数组,它的大小是可以动态改变的,而且它的大小会被容器自动处理。
- 本质讲, vector 使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候,这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是,分配一个新的数组,然后将全部元素移到这个数组。就时间而言,这是一个相对代价高的任务,因为每当一个新的元素加入到容器的时候,vector 并不会每次都重新分配大小。
- vector 分配空间策略: vector 会分配一些额外的空间以适应可能的增长,因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何,重新分配都应该是对数增长的间隔大小,以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
- 因此, vector 占用了更多的存储空间,为了获得管理存储空间的能力,并且以一种有效的方式动态增长。
- 与其它动态序列容器相比( deque, list and forward_list ), vector 在访问元素的时候更加高效,在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作,效率更低。比起list 和 forward_list 统一的迭代器和引用更好。
使用 STL 的三个境界:能用,明理,能扩展 ,那么下面学习 vector ,我们也是按照这个方法去学习
1.2 vector****的使用
vector 学习时一定要学会查看文档: vector 的文档介绍 , vector 在实际中非常的重要,在实际中我们熟悉常见的接口就可以,下面列出了哪些接口是要重点掌握的 。
1.2.1 vector****的定义
1.2.2 vector iterator****的使用
iterator 的使用 接口说明
begin + end (重点)
获取第一个数据位置的 iterator/const_iterator , 获取最后一个数据的下一个位置
的 iterator/const_iterator
rbegin + rend
获取最后一个数据位置的 reverse_iterator ,获取第一个数据前一个位置的
reverse_iterator
1.2.3 vector****空间增长问题
capacity 的代码在 vs 和 g++ 下分别运行会发现, vs 下 capacity 是按 1.5 倍增长的, g++ 是按 2 倍增长的 。 这个问题经常会考察,不要固化的认为,vector 增容都是 2 倍,具体增长多少是根据具体的需求定义的。vs 是 PJ 版本 STL , g++ 是 SGI 版本 STL 。
reserve 只负责开辟空间,如果确定知道需要用多少空间, reserve 可以缓解 vector 增容的代价缺陷问题。
resize 在开空间的同时还会进行初始化,影响 size 。
1.2.4 vector****增删查改
1.2.5 vector****迭代器失效问题。(重点)
迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构,其底层实际就是一个指针,或者是对指针进行了 封装 ,
比如: vector 的迭代器就是原生态指针 T* 。因此 迭代器失效,实际就是迭代器底层对应指针所指向的 空间被销毁了,而使用一块已经被释放的空间 ,造成的后果是程序崩溃 ( 即 如果继续使用已经失效的迭代器, 程序可能会崩溃 ) 。
对于 vector 可能会导致其迭代器失效的操作有:
-
会引起其底层空间改变的操作,都有可能是迭代器失效 ,比如: resize 、 reserve 、 insert 、 assign 、 push_back等。
-
指定位置元素的删除操作--erase
erase删除pos位置元素后,pos位置之后的元素会往前搬移,没有导致底层空间的改变,理论上讲迭代器不应该会失效,但是:如果pos刚好是最后一个元素,删完之后pos刚好是end的位置,而end位置是没有元素的,那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时,vs就认为该位置迭代器失效了。
-
注意:Linux下,g++编译器对迭代器失效的检测并不是非常严格,处理也没有vs下极端
-
与vector类似,string在插入+扩容操作+erase之后,迭代器也会失效
迭代器失效解决办法:在使用前,对迭代器重新赋值即可
2.vector****深度剖析及模拟实现
2.1使用memcpy****拷贝问题
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
- 如果拷贝的是自定义类型的元素, 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。
2.2****动态二维数组理解
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