C++的STL简介（三）

熬夜苦读学习2024-08-04 17:25

目录

1.vector的模拟实现

1.1begin（）

1.2end（）

1.3打印信息

[1.4 reserve（）](#1.4 reserve（）)

[1.5 size（）](#1.5 size（）)

[1.6 capacity（）](#1.6 capacity（）)

[1.7 push_back()](#1.7 push_back())

[1.8[ ]](#1.8[ ])

[1.9 pop_back()](#1.9 pop_back())

[1.10 insert（）](#1.10 insert（）)

1.11拷贝构造

1.12析构函数

[1.13 =](#1.13 =)

1.14chear

1.15区间构造

1.16默认构造

2.完整代码

3.迭代器失效问题

1.类似野指针

​编辑2.位置意义变了

C++ 中的 vector 是一种序列容器，它允许你在运行时动态地插入和删除元素。

vector 是基于数组的数据结构，但它可以自动管理内存，这意味着你不需要手动分配和释放内存。

与 C++ 数组相比，vector 具有更多的灵活性和功能，使其成为 C++ 中常用的数据结构之一。

vector 是 C++ 标准模板库（STL）的一部分，提供了灵活的接口和高效的操作。

基本特性:

  • 动态大小 ：vector 的大小可以根据需要自动增长和缩小。
  • 连续存储 ：vector 中的元素在内存中是连续存储的，这使得访问元素非常快速。
  • 可迭代 ：vector 可以被迭代，你可以使用循环（如 for 循环）来访问它的元素。
  • 元素类型 ：vector 可以存储任何类型的元素，包括内置类型、对象、指针等。

使用场景：

  • 当你需要一个可以动态增长和缩小的数组时。
  • 当你需要频繁地在序列的末尾添加或移除元素时。
  • 当你需要一个可以高效随机访问元素的容器时。

1.vector的模拟实现

基本框架

cpp 复制代码 
namespace V
{
	template<class T>
	class vector
	{
	public:
		typedef T* iterator;
		typedef  const T* const_iterator;
		
		iterator _start=nullptr;
		//开始
		iterator _finish=nullptr;
		//存数据
		iterator _end_of_storage=nullptr;
		//结束

	};

1.1begin（）

开始位置的迭代器

cpp 复制代码 
		iterator begin()
		{
			return _start;
		}
		
		const_iterator begin() const
		{
			return _start;
		}

1.2end（）

结束位置的迭代器

cpp 复制代码 
		iterator end()
		{
			return _finish;
		}
		const_iterator end() const
		{
			return _finish;
		}

1.3打印信息

cpp 复制代码 
template<class T>
	 void print_vector(const  vector<T>& v)
		{
		//没有实例化的类模板里面取东西,编译器不能区分这里const_iterator是类型还是静态成员变量
		typename vector<T>::const_iterator it = v.begin();
		while (it != v.end())
		{
			cout << *it << " ";
			++it;
		}
		cout << endl;
		for (auto e : v)
		{
			cout << e << " ";
			cout << endl;
		}
		}

	 typename void print_vector(  vector<T>& v)
	{
		vector<T>::const_iterator it = v.begin();
		while (it != v.end())
		{
			cout << *it << " ";
			++it;
		}
		cout << endl;
		for (auto e : v)
		{
			cout << e << " ";
			cout << endl;
		}
	}

1.4 reserve（）

扩容

cpp 复制代码 
	void reserve(size_t n)
		{
			if (n > capacity())
			{
				size_t old_size = size();
				T* tmp = new T[n];
				memcpy(tmp, _start, size() * sizeof(T));
				delete[] _start;
				_finish =  tmp + old_size();
				_start = tmp;
				_end_of_storage = _start + n;
			}
		}

1.5 size（）

内容个数

cpp 复制代码 
size_t size()
		{
			return _finish - _start;
		}

1.6 capacity（）

容量

cpp 复制代码 
size_t capacity()
		{
			return _end_of_storage - _start;
		}

1.7 push_back()

尾插

cpp 复制代码 
	void push_back(const T& x)
		{
			if (_finish == _end_of_storage)
			{
				reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
			}

				*_finish = x;
				++_finish;
			}

1.8[ ]

下标访问

cpp 复制代码 
T& operator[](size_t i)
			{
				assert(i < size());
				return _start[i];
		}
		const T& operator[](size_t i) const
			{
				assert(i < size());
				return _start[i];
			}
		bool empty()
		{
			return _start == _finish;
		}

1.9 pop_back()

尾删

cpp 复制代码 
void pop_back()
		{
			assert(empty());
			--_finish;

		}

1.10 insert（）

插入

cpp 复制代码 
	void insert(iterator pos, const T& x)
		{
			if (_finish == _end_of_storage)
			{
				size_t len = pos - _start;
				reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
				pos = _start + len;
			}
			iterator end = _finsh - 1;
			while (end>=pos)
			{
				*(end + 1) = *end;
				--end;
			}
			*pos = x;
			++_finish;
		}

1.11拷贝构造

cpp 复制代码 
vector(const vector<T>& v)
{
	reserve(v.size());
	for (auto& e : v)
	{
		push_back(e);
	}
}

1.12析构函数

cpp 复制代码 
	~vector()
	{
		if (_start)
		{
			delete[] _start;
			_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
	}
	}

1.13 =

cpp 复制代码 
vector<T>& operator=(const vector<T>& v)
{
	if (this != &v)
	{
		chear();
        reserve(v.size());
		for(ayto& e:v)
		{
			push_back(e);
		}
	}
	return *this;
}

现代写法

cpp 复制代码 
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=(vextor<T> v)
{
	swap(v);
	return *this;
}

1.14chear

清除数据

cpp 复制代码 
	void clear()
	{
		_finish = _start;
	}

1.15区间构造

cpp 复制代码 
	//类模板的成员函数还可以继续是函数模板
	//区间构造
	template <class InputIterator>
	vector(InputIterator first, InputIterator last)
	{
		while (first != last)
		{
			push_back(*first);
			++firsh;
		}
	}

1.16默认构造

n个T（）初始化

cpp 复制代码 
	vector(size_t n ,const T& val=T())
	{
		reserve(n);
		for (size_t i = 0; i < n; i++)
		{
			push_back(val);
		}
	}

2.完整代码

cpp 复制代码 
#include<iostream>
#include<assert.h>
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
using namespace std;
namespace V
{
	template<class T>
	class vector
	{
	public:
		typedef T* iterator;
		typedef  const T* const_iterator;
		vector()
		{}
		vector(const vector<T>& v)
		{
			reserve(v.size());
			for (auto& e : v)
			{
				push_back(e);
			}
		}
		~vector()
		{
			if (_start)
			{
				delete[] _start;
				_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
		}
		}
		iterator begin()
		{
			return _start;
		}
		iterator end()
		{
			return _finish;
		}
		const_iterator begin() const
		{
			return _start;
		}
		const_iterator end() const
		{
			return _finish;
		}
		template<class T>
	 void print_vector(const  vector<T>& v)
		{
		//没有实例化的类模板里面取东西,编译器不能区分这里const_iterator是类型还是静态成员变量
		typename vector<T>::const_iterator it = v.begin();
		while (it != v.end())
		{
			cout << *it << " ";
			++it;
		}
		cout << endl;
		for (auto e : v)
		{
			cout << e << " ";
			cout << endl;
		}
		}

	 typename void print_vector(  vector<T>& v)
	{
		vector<T>::const_iterator it = v.begin();
		while (it != v.end())
		{
			cout << *it << " ";
			++it;
		}
		cout << endl;
		for (auto e : v)
		{
			cout << e << " ";
			cout << endl;
		}
	}
			void reserve(size_t n)
		{
			if (n > capacity())
			{
				size_t old_size = size();
				T* tmp = new T[n];
				memcpy(tmp, _start, size() * sizeof(T));
				delete[] _start;
				_finish =  tmp + old_size();
				_start = tmp;
				_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)
		{
			if (_finish == _end_of_storage)
			{
				reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
			}

				*_finish = x;
				++_finish;
			}
			T& operator[](size_t i)
			{
				assert(i < size());
				return _start[i];
		}
		const T& operator[](size_t i) const
			{
				assert(i < size());
				return _start[i];
			}
		void clear()
		{
			_finish = _start;
		}
/*		vector<T>& operator=(const vector<T>& v)
		{
			if (this != &v)
			{
				chear();
				reserve(v.size());
				for(ayto& e:v)
				{
					push_back(e);
				}
			}
			return *this;
		}
*/
		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;
		}
		//类模板的成员函数还可以继续是函数模板
		//区间构造
		template <class InputIterator>
		vector(InputIterator first, InputIterator last)
		{
			while (first != last)
			{
				push_back(*first);
				++firsh;
			}
		}
		vector(size_t n ,const T& val=T())
		{
			reserve(n);
			for (size_t i = 0; i < n; i++)
			{
				push_back(val);
			}
		}
		
		bool empty()
		{
			return _start == _finish;
		}

			
		void pop_back()
		{
			assert(empty());
			--_finish;

		}
		void insert(iterator pos, const T& x)
		{
			if (_finish == _end_of_storage)
			{
				size_t len = pos - _start;
				reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
				pos = _start + len;
			}
			iterator end = _finish - 1;
			while (end>=pos)
			{
				*(end + 1) = *end;
				--end;
			}
			*pos = x;
			++_finish;
		}

	private:
		iterator _start=nullptr;
		//开始
		iterator _finish=nullptr;
		//存数据
		iterator _end_of_storage=nullptr;
		//结束

	};
	
	
	
	
}

3.迭代器失效问题

1.类似野指针

最开始_finish=_start=_end_of_storage=0;经过扩容,_start已经不为nullptr了，用一个nullptr减一个地址，用扩容前的地址减去扩容后的地址，_finish访问后地址就类似野指针，本意是想_finish存储最后一个数据的地址，可是实际差强人意这段代码肯定有问题但是编译器不报错

修正一下，用old_size存储相对位置在进行计算就更合理

cpp 复制代码 
	void reserve(size_t n)
		{
			if (n > capacity())
			{
				size_t old_size = size();
				T* tmp = new T[n];
				memcpy(tmp, _start, size() * sizeof(T));
				delete[] _start;
				_finish =  tmp + old_size();
				_start = tmp;
				_end_of_storage = _start + n;
			}
		}

1.2

扩容后，pos还指向旧空间，while循环end-pos次，迭代器失效

任然是用相对位置

cpp 复制代码 
void insert(iterator pos, const T& x)
		{
			if (_finish == _end_of_storage)
			{
				size_t len = pos - _start;
				reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
				pos = _start + len;
			}
			iterator end = _finsh - 1;
			while (end>=pos)
			{
				*(end + 1) = *end;
				--end;
			}
			*pos = x;
			++_finish;
		}

pos被释放后失效了虽然后面修正了形参的改变不影响实参实参仍然指向旧空间，访问旧空间，迭代器失效

2.位置意义变了

相关推荐
好奇的菜鸟1 分钟前
Go语言中的引用类型：指针与传递机制
开发语言·后端·golang
诚丞成4 分钟前
滑动窗口篇——如行云流水般的高效解法与智能之道（1）
算法
所待.3835 分钟前
JavaEE之线程初阶（上）
java·java-ee
Winston Wood8 分钟前
Java线程池详解
java·线程池·多线程·性能
Alive～o.010 分钟前
Go语言进阶&依赖管理
开发语言·后端·golang
花海少爷12 分钟前
第十章 JavaScript的应用课后习题
开发语言·javascript·ecmascript
手握风云-13 分钟前
数据结构(Java版)第二期：包装类和泛型
java·开发语言·数据结构
许苑向上16 分钟前
Dubbo集成SpringBoot实现远程服务调用
spring boot·后端·dubbo
喵叔哟33 分钟前
重构代码中引入外部方法和引入本地扩展的区别
java·开发语言·重构
尘浮生39 分钟前
Java项目实战II基于微信小程序的电影院买票选座系统（开发文档+数据库+源码）
java·开发语言·数据库·微信小程序·小程序·maven·intellij-idea
热门推荐
01(欧拉)openEuler系统添加网卡文件配置流程、(欧拉)openEuler系统手动配置ipv6地址流程、(欧拉)openEuler系统网络管理说明02PyTorch机器学习实现液态神经网络03【HarmonyOS】HUAWEI DevEco Studio 下载地址汇总04玄机平台应急响应—webshell查杀05Coze扣子平台完整体验和实践（附国内和国际版对比）06Ubuntu 20.04使用Livox mid 360 测试 FAST_LIO07怎样让音频速度变慢？请跟随以下方法进行操作08Unity中PICO实现 隔空取物 和 接触抓取物体09RAG 实践- Ollama+RagFlow 部署本地知识库10【目标跟踪】相机运动补偿