vector基本介绍
- vector 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
vector的构造
无参构造
explicit vector (const allocator_type& alloc = allocator_type());构造并初始化n个val
explicit vector (size_type n, const value_type& val = value_type(), const allocator_type& alloc = allocator_type());使用迭代器进行初始化构造
template <class InputIterator> vector (InputIterator first, InputIterator last, const allocator_type& alloc = allocator_type());拷贝构造
vector (const vector& x);vector迭代器
begin + end
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
vector容量相关函数
size 获取数据个数
size_type size() const;(由于size一般只涉及读的操作，因此只提供了const只读的函数)capacity 获取容量大小
size_type capacity() const;empty 判断是否为空
bool empty() const;resize 改变vector 的size
void resize (size_type n, value_type val = value_type());(如果n小于size，则修改size到n，数据截断；如果n大于size，则修改size到n，如果提供了val，则多余的部分初始化为val，如果没有提供，则默认初始化为value_type()，如果此时的n大于capacity，还会扩容)reserve 改变vector 的capacity
void reserve (size_type n);(如果n大于capacity则会扩容，其他条件capacity保持不变，且不会影响size)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 。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 。
vector增删查改相关函数
push_back 尾插
void push_back (const value_type& val);pop_back 尾删
void pop_back();find 查找（注意这个是算法模块实现，不是vector 的成员接口）
insert 在position 之前插入 val
(注意这里的insert的返回值是一个迭代器)
erase 删除position 位置的数据或者某段区间，这里的区间是左闭右开
swap 交换两个vector 的数据空间
void swap (vector& x);operator[ ] 像数组一样访问(运算符重载)
vector模拟实现
结构上我们模仿库里面的实现方式，如上图成员变量是三个指针：begin、finish、end_of_storage
vector构造&拷贝构造&析构&赋值运算符重载迭代器
reserve函数
其他函数的实现
完整代码
cpp#include<iostream> #include<assert.h> namespace my_vector { 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; } vector() :_start(nullptr) ,_finish(nullptr) ,_endofstorage(nullptr) {} vector(const vector<T>& v) :_start(nullptr) , _finish(nullptr) , _endofstorage(nullptr) { _start = new T[v.capacity()]; //memcpy(_start, v._start, sizeof(T)*v.size()); for (size_t i = 0; i < v.size(); i++) { _start[i] = v._start[i];//T是string这样的深拷贝的类，调用的是string赋值重载，实现string对象的深拷贝 } _finish = _start + v.size(); _endofstorage = _start + v.capacity(); } vector(size_t n, const T& val = T()) :_start(nullptr) , _finish(nullptr) , _endofstorage(nullptr) { resize(n, val); } vector(int n, const T& val = T()) :_start(nullptr) , _finish(nullptr) , _endofstorage(nullptr) { resize(n, val); } 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)//传值传参，调用拷贝构造 { 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);//如果vector内存的是自定义类型，虽然vector的拷贝是深拷贝，但vector数组里对自定义类型的对象，memcpy只是浅拷贝 //因此delete[] _start会依次调用vector数组中每个对象的析构函数，再释放整个空间 for (size_t i = 0; i < sz; i++) { tmp[i] = _start[i];//调用自定义类型的赋值操作(实现时是深拷贝) } delete[] _start; } _start = tmp; _finish = _start + sz; _endofstorage = _start + n; } } void push_back(const T& x) { if (_finish == _endofstorage) { size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2; reserve(newcapacity); } *_finish = x; ++_finish; } size_t capacity() const { return _endofstorage - _start; } size_t size() const { return _finish - _start; } void operator[](size_t pos) { assert(pos < size()); return _start[pos]; } void operator[](size_t pos) const { assert(pos < size()); return _start[pos]; } iterator erease(iterator pos) { assert(pos >= _start && pos <= _finish); iterator it = pos + 1; while (it != _finish) { *(it - 1) = *it; ++it; } --_finish; return pos; } iterator insert(iterator pos, const T& x) { assert(pos >= _start && pos <= _finish); if (_finish == _endofstorage) { size_t len = pos - _start; size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2; reserve(newcapacity); pos = _start + len;//避免内部的迭代器失效(防止pos成为野指针，通过计算相对位置，重新确定pos位置) } iterator end = _finish - 1; while (end >= pos) { *(end + 1) = *end; --end; } *pos = x; ++_finish; return pos;//返回新插入位置的指针，防止外部调用insert之后依然使用形参迭代器pos，可能导致迭代器失效 } void resize(size_t n, const T& val = T())//缺省值给的是T的匿名对象 { if (n < size()) { _finish = _start + n; } else { reserve(n); while (_finish != _start + n) { *_finish = val; ++_finish; } } } private: iterator _start; iterator _finish; iterator _endofstorage; }; }
