【C++】vector（下）--上篇

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vector（上）~

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二、vector的模拟实现

二、vector的模拟实现

1、了解组成

首先我们需要在头文件stl_vector.h中了解vector的构成，它的三个私有成员分别是迭代器start、迭代器finish、迭代器endofstorage，分别指向vector的头、size的尾、capacity的尾

既然要实现了，自然要按照人家的标准最好，所以我们选择它们三个为私有成员变量

看一下vector的接口有哪些，当然我们还是去实现最基本也是重要最常用的那部分

2、vector.h

cpp 复制代码

#pragma once

#include <iostream>
#include <assert.h>

namespace little_monster
{
	template <class T>
	class vector
	{
	public:
		typedef T* iterator;
		typedef const T* const_iterator;

		//迭代器
		iterator begin()
		{
			return _start;
		}
		iterator end()
		{
			return _finish;
		}
		const_iterator begin() const
		{
			return _start;
		}
		const_iterator end() const
		{
			return _finish;
		}

		//构造、拷贝、析构函数
		vector()
		{}
		vector(size_t n, const T& value = T())
		{
			reserve(n);
			for (size_t i = 0; i < n; i++)
			{
				push_back(value);
			}
		}
		vector(int n, const T& value = T())
		{
			reserve(n);
			for (int i = 0; i < n; i++)
			{
				push_back(value);
			}
		}//(1)为什么有了size_t参数的vector还要再写一个int参数的
		template <class InputIterator>
		vector(InputIterator first, InputIterator end)
		{
			while (first != end)
			{
				push_back(*first);
				++first;
			}
		}
		vector(const vector<T>& v)
		{
			reserve(v.capacity());
			for (auto& e : v)
			{
				push_back(e);
			}
		}
		
		vector<T>& operator=(vector<T> v)
		{
			swap(v);
			return *this;
		}
		~vector()
		{
			delete[] _start;
			_start = _finish = _endofstorage = nullptr;
		}

		//容量
		size_t size() const
		{
			return _finish - _start;
		}
		size_t capacity() const
		{
			return _endofstorage - _start;
		}
		bool empty() const
		{
			if (_start == _finish)
			{
				return 1;
			}
			return 0;
		}
		void reserve(size_t n)
		{
			if (n > capacity())
			{
				T* tmp = new T[n];
				size_t sz = size();

				if (_start)
				{
					for (size_t i = 0; i < sz; i++)
					{
						tmp[i] = _start[i];
					}

					delete[] _start;
				}

				_start = tmp;
				_finish = _start + sz;
				_endofstorage = _start + n;
			}

		}//（2）为什么reserve不用memcpy
		void resize(size_t n, const T& val = T())
		{
			if (n > size())
			{
				reserve(n);
				while (_finish < _start + n)
				{
					*_finish = val;
					++_finish;
				}
			}
			else
			{
				_finish = _start + n;
			}
		}//（3）reserve和resize的相关解释

		//增删查改
		void push_back(const T& x)
		{
			if (_finish == _endofstorage)
			{
				reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
			}
			*_finish = x;
			++_finish;
		}
		void pop_back()
		{
			assert(_start < _finish);
			--_finish;
		}

		iterator insert(iterator pos, const T& x)
		{
			assert(pos >= _start);
			assert(pos <= _finish);
			if (_finish == _endofstorage)
			{
				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;
			return pos;
		}
		iterator erase(iterator pos)
		{
			assert(pos >= _start);
			assert(pos < _finish);
			iterator it = pos + 1;
			while (it < _finish)
			{
				*(it - 1) = *it;
				++it;
			}
			--_finish;
			return pos;
		}
		void swap(vector<T>& v)
		{
			std::swap(_start, v._start);
			std::swap(_finish, v._finish);
			std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
		}
		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;
	};
}

有关模拟实现的几个问题，在下面一一解释

（1）为什么有了size_t参数的vector构造函数还要再写一个int参数的重载vector构造函数

在两个构造函数都存在的情况下程序正常运行

cpp 复制代码

void test()
{
	vector<int> v(10,0);

	for (auto e : v)
	{
		std::cout << e << " ";
	}
	std::cout << std::endl;

}

屏蔽掉int参数的构造函数后，发生报错

这里的原因其实是下面的这个函数

cpp 复制代码

template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator end)
{
	while (first != end)
	{
		push_back(*first);
		++first;
	}
}

这里的template < class InputIterator >用来声明一个类模版，它将接受一个迭代器类型的参数

我们看参数为10和0，在size_t参数构造函数中，两参数的类型为size_t和一个模版，而在该函数中为两个迭代器，也就是两个指针，在size_t参数构造函数中int需要强制类型转换为size_t，而该函数不用，两相比较下，软件会选择更合适的，但end一定要比begin大的，所以这里报错了，重载一个int类型的构造函数就能解决这个问题

（2）为什么reserve不用memcpy

reserve使用memcpy就会发生浅拷贝的问题，当删除旧空间的时候会发现我们reserve出来的空间不能使用了，因为memcpy将指针给拷贝过去，新的指针还是指向旧的空间，当旧的空间释放了就会出现野指针的错误（前面其他文章也有多次提到过深浅拷贝的问题了）

（3）reserve和resize的相关解释

关于reserve，它的参数有两种情况，第一种是参数n>capacity()，第二种就是n<=capacity()

在第二种情况下相当于是无事发生，第一种情况需要开辟新的空间之后，将数据转移到新空间，然后释放旧空间

关于resize，它的第一个参数有两种情况，第一种是参数n>size()，第二种是n<=size()

第一种情况下，会将size()和capacity()的大小都改变，将从原本的_finish位置开始一直到_endofstorage的前一个位置都初始化为第二个参数，第二种情况下直接将_finish提前就可以了

（4）迭代器失效问题详解

迭代器失效的问题在前面的文章当中提到过，这里搭配着insert和erase函数详细分析一下

迭代器失效问题跟上面第三个问题在根本是一样的，在reserve时，需要扩容，开辟新的空间之后，将数据转移到新空间，然后释放旧空间，那么这个指针就不能用了，因为其指向的空间已经释放了，当然resize也一样，所以我们要用深拷贝，new一个新空间然后数据转移释放旧空间

今日分享完毕~