C++模拟实现vector容器【万字模拟✨】

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座右铭:梦想是一盏明灯,照亮我们前行的路,无论风雨多大,我们都要坚持不懈。


根据文档,我们先看一下vector有哪些成员,需要我们完成什么功能。如果你对这些功能有过初步的了解请跳过。【vector - C++ Reference (cplusplus.com)】。


模拟过程

1、新建模拟实现vector类工程项目:

创建新项目->选择C++空项目模板->选择存储路径并修改项目名称为"模拟实现vector类"

2、在"模拟实现vector类"工程项目下新建源程序文件(vector.cpp)和头文件(vector.h)

头文件(.h)

编写vector.h头文件代码

#pragma once

#include <iostream>

#include <cstdlib>

#include <cstring>

#include <initializer_list>

using namespace std;

PS:首先使用pragma预处理指令声明头文件只被包含一次,避免重复包含带来的问题;然后使用include预处理指令包含本程序需要使用的头文件。最后避免每次都使用命名空间的域访问问题,我们使用using将std命名空间进行展开。

cpp 复制代码
namespace str {//自己定义一个命名空间,避免vector与std::vector的二义性
    template<class T>//使用模板进行泛型编程,增强代码复用性。
    class vector {//定义vector类
    public:
        typedef T* iterator;//将T*类型的指针重命名为iterator(迭代器)。//此处为模拟实现,实际的迭代器为一个特殊的类
        typedef const T* const_iterator;//将const T*类型的常指针重命名为const_iterator
    protected:
        iterator _start = nullptr;//线性表的首地址
        iterator _finish = nullptr;//线性表的尾地址的下一个地址
        iterator _end_of_storage = nullptr;//线性表可访问的最大有效地址
    public:
        //成员函数
    }
}
第一部分:成员函数

本部分声明的函数欲实现功能:初始化顺序表,销毁顺序表。包括无参构造函数,拷贝构造函数,其它构造函数,析构函数,以及赋值运算符重载

#pragma region Member functions

cpp 复制代码
vector() :_start(nullptr), _finish(nullptr), _end_of_storage(nullptr) {}//1.无参构造,使用初始化参数列表对成员变量进行赋初值:nullptr

~vector();//2.析构函数

vector(int num, const T& _Val = T());//3.线性表开辟num个空间,并全部赋值为_Val

vector(const vector<T>& _Right);//4.拷贝构造函数,直接使用同类型的其它变量引用进行赋值

vector(std::initializer_list<T> _Ilist);//5.列表初始化构造,即花括号构造

template<class InputIterator> vector(InputIterator _First, InputIterator _Last);//6.使用其它类型构造vector,需要传入其他类型的首尾指针

vector<T>& operator=(const vector<T>& _Right);//7.赋值运算符重载使用const&类型可以接收左值和右值

vector<T>& operator=(std::initializer_list<T> _Ilist);//8.赋值运算符重载,传入列表进行赋值

#pragma endregion

PS:本部分是进行对象构造(construct)与销毁(destruct)的成员函数声明。第一个函数使用到了初始化参数列表初始化成员变量的知识。第三个函数_Val使用默认参数。第六个函数使用到了模板类内定义模板函数的知识点。

第二部分:元素访问

本部分函数声明欲实现功能:获取第i个位置的值,修改第i个值,扩展性补充访问首位元素。包括下标访问运算符重载,索引访问函数at(),首元素访问front(),尾元素访问back()。

#pragma region Elements access

cpp 复制代码
const T& operator[](size_t _Pos)const;//1.重载[]下标访问运算符,

const T& at(size_t _Pos)const;//2.索引访问函数

const T& front()const;//3.访问首元素

const T& back()const;//4.访问尾元素

//const_iterator data()const;

#pragma endregion

PS:四个函数均使用&类型,做到了访问的同时可以修改。加上const可以接收左值或右值。

第三部分:迭代器

本部分声明的函数欲实现包括获取首元素地址,尾元素地址等。

#pragma region Iterators

cpp 复制代码
iterator begin();//获取首元素地址

iterator end();//获取尾元素地址

//reverse_iterator rbegin();

//reverse_iterator rend();

const_iterator cbegin();//获取首元素地址常量

const_iterator cend();//获取尾元素地址常量

//const_reverse_iterator crbegin();

//const_reverse_iterator crend();

#pragma endregion

第四部分:容量

本部分声明的函数欲实现的功能有:判断顺序表是否为空,获取顺序表的长度。包括:判空函数empty(),大小函数size(),空间函数capacity(),扩容函数resize()和reserve()。

#pragma region Capacity

cpp 复制代码
bool empty()const;

size_t size()const;

size_t capacity()const;

void resize(size_t _Newsize);//扩size

void reserve(size_t _Newcapacity);//扩capacity

//void shrink_to_fit();

#pragma endregion

PS:三、四部分的实现为遍历顺序表提供基础。同时扩容函数reserve函数为增加元素(插入)提供了很大的帮助。

第五部分:修改

本部分声明的函数欲实现的功能有:插入元素(包括指定位置插入insert()和尾插push_back()),删除函数(包括指定位置删除erase()和尾删pop_back()),清空顺序表(将顺序表置空)clear(),扩展性实现有交换两个顺序表swap()。

#pragma region Midifier

cpp 复制代码
void assign(const_iterator _First,const_iterator _Last);

void push_back(const T& _Val);

void pop_back();

iterator insert(const_iterator _Where,const T& _Val);

iterator erase(const_iterator _Where);

void swap(vector<T>& _Right);

void clear();

//emplace();

//emplace_back();

#pragma endregion

//最后写一个测试使用的打印函数

cpp 复制代码
void ShowInfo() {
	iterator it = _start;
	while (it < _finish) {
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;
}

源程序文件(.cpp)

编写vector.cpp源程序文件代码

函数1:empty()
cpp 复制代码
	template<class T>
	bool vector<T>::empty()const {
		return _start == nullptr;
	}

PS:直接将顺序表的首地址与空指针进行等于条件判断,如果是空返回True反之False。不涉及成员变量的修改,所以将函数使用const修饰,后续不再对const修饰成员函数进行说明。

函数2:size()
cpp 复制代码
	template<class T>
	size_t vector<T>::size() const {
		return(_finish - _start);
	}

PS:使用顺序表尾地址减去顺序表首地址,得到的就是元素个数,直接返回。

函数3:capacity()
cpp 复制代码
	template<class T>
	size_t vector<T>::capacity()const {
		return (_end_of_storage - _start);
	}

PS:使用顺序表可访问最大地址减去顺序表首地址,得到的就是空间容量,直接返回。

函数4:reserve()
cpp 复制代码
	template<class T>
	void vector<T>::reserve(size_t _Newcapacity) {
		vector<T> old = *this;
		_start = new T[_Newcapacity];
		memcpy(_start, old._start, sizeof(T) * old.size());
		_finish = _start + old.size();
		_end_of_storage = _start + _Newcapacity;
	}	

PS:创建一个临时vector容器old存储本身数据在内的所有信息。使用new在堆区开辟出新容量大小的空间,存储到_start中。使用memcpy库函数将数据拷贝过来。将_finish设为_start+old.size();_end_of_storage设为_start+_Newcapacity。这样的话就解决了容器空间不够的问题,但此处存在一个隐患,就是迭代器失效的问题。会在很多地方考虑到这种情况,遇到时再作说明。

函数5:begin()
cpp 复制代码
	template<class T>
	typename vector<T>::iterator vector<T>::begin() {
		return _start;
	}

PS:返回元素的迭代器首位置,直接将顺序表的首地址_start进行返回,无需判断顺序表是否为空,因为如果顺序表为空表,那么_start存储的也是空指针,自行返回nullptr。

函数6:end()
cpp 复制代码
	template<class T>
	typename vector<T>::iterator vector<T>::end() {
		return _finish;
	}

PS:返回元素的迭代器的末尾的后一个位置,也就是_finish。无需判空,原因如上。

函数7:cbegin()
cpp 复制代码
	template<class T>
	typename vector<T>::const_iterator vector<T>::cbegin() {
		const_iterator _cbegin = _start;
		return _cbegin;
	}

PS:返回元素的迭代器的的首地址的常迭代器,也就是const _start。提前将const _start存储到常迭代器类型中的一个变量_cbegin中,然后返回。也可以选择使用C++提供的强制类型转换增加_start的const属性。

函数8:cend()
cpp 复制代码
	template<class T>
	typename vector<T>::const_iterator vector<T>::cend() {
		const_iterator _cend = _finish;
		return _cend;
	}

PS:返回元素的迭代器的末尾的后一个地址的常迭代器,也就是const _finish。处理方法同上。

函数9:operator[]()重载
cpp 复制代码
	template<class T>
	const T& vector<T>::operator[](size_t _Pos)const {
		if (_Pos < 0 || _Pos >= size())return -1;
		return _start[_Pos];
	}

PS:访问第_Pos个元素,并返回该元素的引用。先进行位置有效性判断,看其是否在0和size()之间。如果不在,规定返回-1。否则访问*(_start+_Pos)即_start[_Pos]。

函数10:at()
cpp 复制代码
	template<class T>
	const T& vector<T>::at(size_t _Pos) const {
		if (_Pos < 0 || _Pos >= size())return -1;
		return _start[_Pos];
	}

PS:访问第_Pos个元素,并返回该元素的引用。先进行位置有效性判断,看其是否在0和size()之间。如果不在,规定返回-1。否则访问*(_start+_Pos)即_start[_Pos]。

函数11:front()
cpp 复制代码
	template<class T>
	const T& vector<T>::front()const {
		if (empty())return -1;
		return *_start;
	}

PS:访问第1个元素,也就是顺序表首地址_start地址存放的元素。如果不为空就通过解引用符*返回。否则返回-1。如果不进行判断将会导致访问nullptr的非法操作。

函数12:back()
cpp 复制代码
	template<class T>
	const T& vector<T>::back()const {
		if (empty())return -1;
		return *(_finish - 1);
	}

PS:访问最后一个元素,也就是顺序表尾地址_finish-1地址存放的元素。如果不为空就通过解引用符*返回。否则返回-1。如果不进行判断将会导致访问nullptr的非法操作。

函数13:assign()
cpp 复制代码
	template<class T>
	void vector<T>::assign(const_iterator _First, const_iterator _Last) {
		size_t _size = _Last - _First;
		_start = new T[_size];
		for (int i = 0; i < _size; i++) {
			_start[i] = _First[i];
		}
		_finish = _start + _size;
		_end_of_storage = _finish;
	}

PS:记录传入的两个指针的间隔,即_size。使用new在堆区开辟_size块空间(总字节为_size*sizeof(T)),将开辟的空间的首地址记录在_start中。利用循环,将传入的指针区域内的所有值依次赋给*(_start+i),即_start[i]。为顺序表尾指针_finish赋值_start+_size,顺序表最大可访问地址_end_of_storage赋值_finish。

函数14:erase()
cpp 复制代码
	template<class T>
	typename vector<T>::iterator vector<T>::erase(const_iterator _Where) {
		if (_Where < _start || _Where >= _finish)return nullptr;
		for (iterator it = const_cast<iterator>(_Where); it < _finish - 1; ++it) {
			*it = *(it + 1);
		}
		_finish--;
		return const_cast<iterator>(_Where);
	}

PS:对传入的地址进行判断,如果不在_start和_finish之间(左闭右开),那么返回空指针。否则进行删除操作:利用for循环,从_Where处开始到_finish-2为止。将下一个地址指向的元素覆盖到该位置,该位置的元素即被删除。循环的目的是将后续元素整体向左移动一位。最后将_finish--,尾指针向前移动,原末未被覆盖的尾元素不可访问。利用const_cast<iterator>将_Where强制取消const属性后的指针返回。

函数15:pop_back()
cpp 复制代码
	template<class T>
	void vector<T>::pop_back() {
		erase(_finish - 1);
		//if(empty())return;
		//_finish--;
	}

PS:复用erase()函数,传入_finishi-1尾元素地址。另一种思路是,判断_finish是不是空的,如果不是_finish--,直接让有效访问区间在末尾减小一位,反之直接return;返回。

函数16:clear()
cpp 复制代码
	template<class T>
	void vector<T>::clear() {
		_end_of_storage = _finish = _start = nullptr;
	}

PS:将顺序表的三个指针置空就达到了目的。此时会造成内存泄露的问题,在此之前我们可以进行delete[] _start;当然为了保险起见,我们需要在进行delete[] 释放之前加上判断_start是否为nullptr的操作。这里有个注意点,就是delete后面的[]不可省略,因为在开辟堆区空间时开辟的是一段连续空间。(new value_type()与delete value_name匹配,new value_type[]与delete[] value_name匹配,在C++中也可以使用C语言的库函数malloc与free,但不能与C++的new与delete混搭,因为C++的new是malloc+抛异常,delete是free+抛异常。二者作用类似,但机制不同)

函数17:swap()
cpp 复制代码
	template<class T>
	void vector<T>::swap(vector<T>& _Right) {
		vector<T> tmp(*this);
		*this = _Right;
		_Right = tmp;
	}

PS:此处我们采取中间变量进行交换两个顺序表。过程为顺序表1->temp,顺序表2->顺序表1,temp->顺序表2。

函数18:push_back()
cpp 复制代码
	template<class T>
	void vector<T>::push_back(const T& _Val) {
		insert(_finish, _Val);
	}

PS:我们复用下面的insert()函数直接在尾指针处插入元素。

函数19:insert()
cpp 复制代码
	template<class T>
	typename vector<T>::iterator vector<T>::insert(vector<T>::const_iterator _Where, const T& _Val) {
		if (_Where< _start || _Where>_finish)return nullptr;//无效范围,插入失败
		iterator _pos = const_cast<iterator>(_Where);
		int gap = _pos - _start;
		while (_finish >= _end_of_storage) {
			reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
			_pos = _start + gap;
		}
		for (iterator it = _finish; it > _pos; --it) {
			*it = *(it - 1);
		}
		*_pos = _Val;
		_finish++;
		return _pos;//返回随机迭代器
	}

PS:在指定位置插入元素的整体步骤为:定义一个T类型指针it从顺序表尾指针_finish开始,将前一个指针it-1指向的元素移动到当前位置,循环直到it到达_Where结束。然后就可以修改_Where处的元素值,将欲插入的元素直接覆盖未移动走的遗留元素,达到插入的目的。到目前位置,整体过程就叙述完毕。但是,由于要考虑空间大小是否足够的问题,我们就需要进行扩容,while(_finish>=_end_of_storage)reserve(capacity()==0? 4 : 2*capacit())。复用reserve函数进行二倍扩容,考虑到初始可能为0,我们默认赋予4个字节。该扩容过程一直循环_end_of_storage > _finish。此时会出现迭代器失效的问题,所以我们利用记录当前位置指针到表头指针的距离gap,每次扩容都将_pos(=_Where)更新为_start+gap。这样迭代器就随着失效而不断更新有效了。

函数20:~vector();
cpp 复制代码
	template<class T>
	vector<T>::~vector() {
		if (_start)delete[] _start;
		_start = nullptr;
		_finish = nullptr;
		_end_of_storage = nullptr;
	}

PS:该函数为类的析构(_destruct)函数。具体实现代码类似于clear()函数。

函数21:vector(const vector<T>& _Right);与vector<T>& operator=(const vector<T>& _Right);
cpp 复制代码
	template<class T>
	vector<T>& vector <T>::operator=(const vector<T>& _Right) {
		size_t s = _Right._finish - _Right._start;
		_start = new T[s];
		for (int i = 0; i < s; i++) {
			*(_start + i) = *(_Right._start + i);
		}
		_finish = _start + _Right.size();
		_end_of_storage = _start + _Right.capacity();
		return *this;
	}

	template<class T>
	vector<T>::vector(const vector<T>& _Right) {
		size_t s = _Right._finish - _Right._start;
		_start = new T[s];
		for (int i = 0; i < s; i++) {
			*(_start + i) = *(_Right._start + i);
		}
		_finish =_start + _Right.size();
		_end_of_storage =_start + _Right.capacity();
	}

PS:二者实现的功能一样,类似于assign()函数,只是传参不同,一个是部分区间,这两个是整段区间。对于构造函数无返回值,赋值运算符重载时需要返回*this。

函数22:vector(std::initializer_list<T> _Ilist);与vector<T>& operator=(std::initializer_list<T> _Ilist);
cpp 复制代码
	template<class T>
	vector<T>::vector(std::initializer_list<T> _Ilist) {
		size_t _size = _Ilist.size();
		_start = new T[_size];
		_finish = _start;
		for (T e : _Ilist) {
			*_finish = e;
			_finish++;
		}
		_end_of_storage = _start + _size;
	}

	template<class T>
	vector<T>& vector<T>::operator=(std::initializer_list<T> _Ilist) {
		size_t _size = _Ilist.size();
		_start = new T[_size];
		_finish = _start;
		for (T e : _Ilist) {
			*_finish = e;
			_finish++;
		}
		_end_of_storage = _start + _size;
		return *this;
	}

PS:二者实现的功能一样,类似于assign()函数,只是传参不同,一个是部分区间,这两个是元素列表,例如{1,2,5,6,8}就是一个简单的_Ilist。对于构造函数无返回值,赋值运算符重载时需要返回*this。

函数23: template<class T> vector<T>::vector(int num, const T& _Val)
cpp 复制代码
	template<class T>
	vector<T>::vector(int num, const T& _Val) {
		_start = new T[num];
		for (int i = 0; i < num; i++) {
			_start[i] = _Val;
		}
		_finish = _start + num;
		_end_of_storage=_start + num;
	}

PS:使用new在堆区开辟num块空间,每块空间由new自动推算(为sizeof(T)),首地址存储在_start中,然后依次访问这num个空间,赋予同样的初值 _Val,如果该值不传,自动调用T类型的构造函数使用类型默认值进行初始化。最后将_finish和_end_of_storage设置为_start+num即可。

函数24:
cpp 复制代码
template<class T>
template<class InputIterator>
vector<T>::vector(InputIterator _First, InputIterator _Last) {
    size_t _size = _Last - _First;
    _start = new T[_size];
    _finish = _start;
    for (int i = 0; i < _size; i++) {
        _start[i] = _First[i];
        _finish++;
    }
    _end_of_storage = _finish;
}

PS:该构造函数是为了利用其他容器的指针(模拟迭代器)将其它容器的一段区间复制到该类型的顺序表中。赋值方法不再赘述。


最终代码文件(.hpp)

cpp 复制代码
#pragma once
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <initializer_list>
using namespace std;

namespace str {

	template<class T>
	class vector {
	public:				
		typedef T* iterator;
		typedef const T* const_iterator;
#pragma region Member functions
		vector() :_start(nullptr), _finish(nullptr), _end_of_storage(nullptr) {}
		~vector();
		vector(int num, const T& _Val = T());
		vector(const vector<T>& _Right);
		vector(std::initializer_list<T> _Ilist);
		template<class InputIterator> vector(InputIterator _First, InputIterator _Last);
		vector<T>& operator=(const vector<T>& _Right);
		vector<T>& operator=(std::initializer_list<T> _Ilist);
#pragma endregion
#pragma region Elements access 
		const T& operator[](size_t _Pos)const;
		const T& at(size_t _Pos)const;
		const T& front()const;
		const T& back()const;
		//const_iterator data()const;
#pragma endregion
#pragma region Iterators
		iterator begin();
		iterator end();
		//reverse_iterator rbegin();
		//reverse_iterator rend();
		const_iterator cbegin();
		const_iterator cend();
		//const_reverse_iterator crbegin();
		//const_reverse_iterator crend();
#pragma endregion
#pragma region Capacity
		bool empty()const;
		size_t size()const;
		size_t capacity()const;
		void resize(size_t _Newsize);//扩size
		void reserve(size_t _Newcapacity);//扩capacity
		//void shrink_to_fit();
#pragma endregion
#pragma region Midifier
		void assign(const_iterator _First,const_iterator _Last);
		void push_back(const T& _Val);
		void pop_back();
		iterator insert(const_iterator _Where,const T& _Val);
		iterator erase(const_iterator _Where);
		void swap(vector<T>& _Right);
		void clear();
		//emplace();
		//emplace_back();
#pragma endregion
		void ShowInfo() {
			iterator it = _start;
			while (it < _finish) {
				cout << *it << " ";
				it++;
			}
			cout << endl;
		}
	protected:
		iterator _start = nullptr;
		iterator _finish = nullptr;
		iterator _end_of_storage = nullptr;
	};
	/*----------------------------------------------------------------------------*/
#pragma region FunctionCodes

	//Capccity
	template<class T>
	bool vector<T>::empty()const {
		return _start == nullptr;
	}
	template<class T>
	size_t vector<T>::size() const {
		return(_finish - _start);
	}
	template<class T>
	size_t vector<T>::capacity()const {
		return (_end_of_storage - _start);
	}

	template<class T>
	void vector<T>::reserve(size_t _Newcapacity) {
		vector<T> old = *this;
		_start = new T[_Newcapacity];
		memcpy(_start, old._start, sizeof(T) * old.size());
		_finish = _start + old.size();
		_end_of_storage = _start + _Newcapacity;
	}		
	template<class T>
	void vector<T>::resize(size_t _Newsize) {

	}
	/*----------------------------------------------------------------------------*/

	//Elements access
	template<class T>
	const T& vector<T>::operator[](size_t _Pos)const {
		if (_Pos < 0 || _Pos >= size())return -1;
		return _start[_Pos];
	}
	template<class T>
	const T& vector<T>::at(size_t _Pos) const {
		if (_Pos < 0 || _Pos >= size())return -1;
		return _start[_Pos];
	}
	template<class T>
	const T& vector<T>::front()const {
		if (empty())return -1;
		return *_start;
	}
	template<class T>
	const T& vector<T>::back()const {
		if (empty())return -1;
		return *(_finish - 1);
	}
	/*----------------------------------------------------------------------------*/

	//Iterators
	template<class T>
	typename vector<T>::iterator vector<T>::begin() {
		return _start;
	}
	template<class T>
	typename vector<T>::iterator vector<T>::end() {
		return _finish;
	}
	template<class T>
	typename vector<T>::const_iterator vector<T>::cbegin() {
		const_iterator _cbegin = _start;
		return _cbegin;
	}
	template<class T>
	typename vector<T>::const_iterator vector<T>::cend() {
		const_iterator _cend = _finish;
		return _cend;
	}
	/*----------------------------------------------------------------------------*/

		//Modifier
	template<class T>
	void vector<T>::assign(const_iterator _First, const_iterator _Last) {
		size_t _size = _Last - _First;
		_start = new T[_size];
		for (int i = 0; i < _size; i++) {
			_start[i] = _First[i];
		}
		_finish = _start + _size;
		_end_of_storage = _finish;
	}

	template<class T>
	typename vector<T>::iterator vector<T>::insert(vector<T>::const_iterator _Where, const T& _Val) {
		if (_Where< _start || _Where>_finish)return nullptr;//无效范围,插入失败
		iterator _pos = const_cast<iterator>(_Where);
		int gap = _pos - _start;
		while (_finish >= _end_of_storage) {
			reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
			_pos = _start + gap;
		}
		for (iterator it = _finish; it > _pos; --it) {
			*it = *(it - 1);
		}
		*_pos = _Val;
		_finish++;
		return _pos;//返回随机迭代器
	}

	template<class T>
	void vector<T>::push_back(const T& _Val) {
		insert(_finish, _Val);
	}

	template<class T>
	typename vector<T>::iterator vector<T>::erase(const_iterator _Where) {
		if (_Where < _start || _Where >= _finish)return nullptr;
		for (iterator it = const_cast<iterator>(_Where); it < _finish - 1; ++it) {
			*it = *(it + 1);
		}
		_finish--;
		return const_cast<iterator>(_Where);
	}
	template<class T>
	void vector<T>::pop_back() {
		erase(_finish - 1);
		//if(empty())return;
		//_finish--;
	}

	template<class T>
	void vector<T>::clear() {
		_end_of_storage = _finish = _start = nullptr;
	}

	template<class T>
	void vector<T>::swap(vector<T>& _Right) {
		vector<T> tmp(*this);
		*this = _Right;
		_Right = tmp;
	}
	/*----------------------------------------------------------------------------*/

	//Member functions
	template<class T>
	vector<T>& vector <T>::operator=(const vector<T>& _Right) {
		size_t s = _Right._finish - _Right._start;
		_start = new T[s];
		for (int i = 0; i < s; i++) {
			*(_start + i) = *(_Right._start + i);
		}
		_finish = _start + _Right.size();
		_end_of_storage = _start + _Right.capacity();
		return *this;
	}
	template<class T>
	vector<T>& vector<T>::operator=(std::initializer_list<T> _Ilist) {
		size_t _size = _Ilist.size();
		_start = new T[_size];
		_finish = _start;
		for (T e : _Ilist) {
			*_finish = e;
			_finish++;
		}
		_end_of_storage = _start + _size;
		return *this;
	}


	template<class T>
	vector<T>::vector(int num, const T& _Val) {
		_start = new T[num];
		for (int i = 0; i < num; i++) {
			_start[i] = _Val;
		}
		_finish = _start + num;
		_end_of_storage=_start + num;
	}
	template<class T>
	vector<T>::vector(const vector<T>& _Right) {
		size_t s = _Right._finish - _Right._start;
		_start = new T[s];
		for (int i = 0; i < s; i++) {
			*(_start + i) = *(_Right._start + i);
		}
		_finish =_start + _Right.size();
		_end_of_storage =_start + _Right.capacity();
	}
	template<class T>
	vector<T>::vector(std::initializer_list<T> _Ilist) {
		size_t _size = _Ilist.size();
		_start = new T[_size];
		_finish = _start;
		for (T e : _Ilist) {
			*_finish = e;
			_finish++;
		}
		_end_of_storage = _start + _size;
	}


	template<class T> 
	template<class InputIterator> 
	vector<T>::vector(InputIterator _First, InputIterator _Last) {
		size_t _size = _Last - _First;
		_start = new T[_size];
		_finish = _start;
		for (int i = 0; i < _size; i++) {
			_start[i] = _First[i];
			_finish++;
		}
		_end_of_storage = _finish;
	}
	
	template<class T>
	vector<T>::~vector() {
		if (_start)delete[] _start;
		_start = nullptr;
		_finish = nullptr;
		_end_of_storage = nullptr;
	}
#pragma endregion

}

测试过程

测试代码:

cpp 复制代码
#include "vector.hpp"
using namespace str;

void Test01() {
	cout << "1号测试机测试开始:" << endl;
	cout << "测试无参构造函数vector()" << endl;
	vector<int> v;
	v.ShowInfo();
	cout << "测试点1通过" << endl;
	cout << "测试赋值符重载vector<T>& operator=(std::initializer_list<T> _Ilist)" << endl;
	v = { 6,3,5,4,9,1 };
	v.ShowInfo();
	cout << "测试点2通过" << endl;
	cout << "测试拷贝构造函数vector(const vector<T>& _Right)" << endl;
	vector<int> v1(v);
	v1.ShowInfo();
	cout << "测试点3通过" << endl;
	cout << "测试参数列表构造函数vector(std::initializer_list<T> _Ilist)" << endl;
	vector<int> v2{ 3,3,3,6,6,6 };
	v2.ShowInfo();
	cout << "测试点4通过" << endl;
	cout << "测试赋值重载vector<T>& operator=(const vector<T>& _Right)" << endl;
	v2 = v;
	v2.ShowInfo();
	cout << "测试点5通过" << endl;
	cout << "测试有参构造函数vector(int num, const T& _Val = T())" << endl;
	vector<int> v3(5, 9);
	v3.ShowInfo();
	cout << "测试点6通过" << endl;

	cout << "-----------------1号测试机全部测试样例通过--------------------------" << endl;
}
void Test02() {
	cout << "2号测试机测试开始:" << endl;
	cout << "测试下标访问符重载 const T& operator[](size_t _Pos)const与const T& at(size_t _Pos)const" << endl;
	vector<int> v{ 0,1, 2, 3, 4, 5, 6 };
	cout << v.at(3) << " " << v[4] << endl;
	cout << "测试点1通过" << endl;
	cout << "测试const T& front()const 与 const T& back()const" << endl;
	cout << v.front() << " " << v.back() << endl;
	cout << "测试点2通过" << endl;
	cout << "-----------------2号测试机全部测试样例通过--------------------------" << endl;
}
void Test03() {
	cout << "3号测试机测试开始:" << endl;
	cout << "测试iterator begin()  与  iterator end()" << endl;
	vector<int> v{ 0,1, 2, 3, 4, 5, 6 };
	cout << v.begin() << " " << v.end() << endl;
	cout << *v.begin() << " " << *(v.end()-1) << endl;
	cout << "测试点1通过" << endl;
	cout << "测试const_iterator cbegin() 与 const_iterator cend()" << endl;
	cout << v.cbegin() << " " << v.cend() << endl;
	cout << *v.cbegin() << " " << *(v.cend()-1) << endl;
	cout << "测试点2通过" << endl;
	cout << "-----------------3号测试机全部测试样例通过--------------------------" << endl;
}
void Test04() {
	cout << "4号测试机测试开始:" << endl;
	cout << "测试push_back(),附带insert(),reserve();测试empty(),size(),capacity()" << endl;
	vector<int> v;
	if (v.empty())cout << "空表,准备插入元素:" << endl;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
		v.push_back(i);
	cout << "size=" << v.size() << " capacity=" << v.capacity() << endl;
	v.ShowInfo();
	cout << "-----------------4号测试机全部测试样例通过--------------------------" << endl;
}
void Test05() {
	cout << "5号测试机测试开始:" << endl;
	cout << "测试assign(),pop_back()附带erase(),clear()" << endl;
	vector<int> v{ 1,1,2,3,4,5,6,7,7 };
	v.ShowInfo();
	vector<int> sv;
	sv.assign(v.begin() + 1, v.end() - 1);
	sv.ShowInfo();
	sv.pop_back();
	sv.ShowInfo();
	sv.clear();
	if (sv.empty())cout << "测试通过" << endl;
	cout << "-----------------5号测试机全部测试样例通过--------------------------" << endl;
}
void Test06() {
	cout << "6号测试机测试开始:" << endl;
	cout << "测试void swap(const vector<T>& _Right)" << endl;
	vector<int> v1(10, 5);
	vector<int> v2(5, 10);
	cout<<"v1:"; v1.ShowInfo();
	cout<<"v2:"; v2.ShowInfo();
	cout << "交换后:" << endl;
	v1.swap(v2);
	cout << "v1:"; v1.ShowInfo();
	cout << "v2:"; v2.ShowInfo();
	cout << "-----------------6号测试机全部测试样例通过--------------------------" << endl;
}



int main() {
	Test01();
	Test02();
	Test03();
	Test04();
	Test05();
	Test06();
	return 0;
}

测试结果:


(.hpp)后缀解析

错误:编译->链接阶段出错

1)错误信息:LNK1120(13个无法解析的外部命令);LNK2019(无法解析外部符号)

2)原因分析:vector类为模板类,不可以分成头文件(.h)和源程序文件(.cpp)编程。

3)解决方案:将模板类的定义及成员函数的类外实现的代码写到一个文件中,约定俗成的后缀名为(.hpp),代表模板类头文件。


感谢大家观看。

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