目录
一.vector的介绍
二.vector的接口实现
1.成员变量
vector可以通过类模板来存储不同数据类型的元素，并且由于其存储空间连续，与string相同，其迭代器为空间中该数据类型的指针，
cpp
template<class T>
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
private:
iterator _start = nullptr; // 指向空间中第一个有效数据
iterator _finish = nullptr; // 指向空间中最后一个有效数据的下一个位置
iterator _end_of_storage = nullptr; // 指向存储空间尾部
};
2.迭代器
（1）begin
cpp
iterator begin()
{
return _start;
}
cpp
const_iterator begin() const
{
return _start;
}（2）end
cpp
iterator end()
{
return _finish;
}
cpp
const_iterator end() const
{
return _finish;
}3.容量操作
（1）size，capacity
cpp
size_t size() const
{
return _finish - _start;
}
cpp
size_t capacity() const
{
return _end_of_storage - _start;
}（2）reserve
cpp
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
// 异地扩容，复制数据，并释放旧空间
size_t old_size = size();
T* tmp = new T[n];
if (_start)
{
for (int i = 0; i < old_size; i++)
{
tmp[i] = _start[i];
}
delete[] _start;
}
// 更新成员变量
_start = tmp;
_finish = tmp + old_size;
_end_of_storage = _start + n;
}
}当n大于当前容量，则进行扩容操作，当n小于当前容量，不做处理。
（3）resize
cpp
// 由于val的数据类型由模板T决定，val的缺省值采用匿名对象
void resize(size_t n, T val = T())C++中新增了内置类型的构造函数，在声明内置类型变量时，可以进行如下操作：
可以看到内置类型也可以调用其构造，int类型被初始化为0，double类型被初始化为0.0，char类型被初始化为'\0'。
cpp
void resize(size_t n, T val = T())
{
if (n > size())
{
// 扩容
reserve(n);
// 插入数据
while (_finish != _start + n)
{
*_finish = val;
++_finish;
}
//for (int i = size(); i < n; i++)
//{
// _start[i] = val;
//}
// 更新_finish
_finish = _start + n;
}
else
{
// 删除数据
_finish = _start + n;
}
}当n大于有效数据个数时，扩容并插入数据，当n小于有效数据个数时，直接调整_finish指向的位置，达到删除数据的操作。
4.修改
（1）push_back
cpp
void push_back(const T& x)
{
// 容量不够，进行扩容
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
reserve(newcapacity);
}
*_finish = x;
++_finish;
}（2）pop_back
cpp
void pop_back()
{
assert(size() > 0);
--_finish;
}（3）insert
vector的insert操作需要考虑在进行异地扩容时，迭代器失效的问题：
所以我们需要在扩容时算出pos相对于当前_start的距离，在扩容后更新pos的位置，使其指向扩容后的空间。
cpp
void insert(iterator pos, const T& x)
{
assert(pos >= _start && pos <= _finish);
if (_finish == _end_of_storage)
{
// 算出pos对_start的相对位置
size_t len = pos - _start;
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
reserve(newcapacity);
// 更新pos，指向新空间
pos = _start + len;
}
// 使pos及pos后的元素向后移动一位，插入数据
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
++_finish;
}
（4）erase
vector的erase操作并没有扩容问题，但由于erase后pos之后的元素会向前移动一位，造成pos指向的位置不明确，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，从而也会导致迭代器失效：
所以erase需要返回一个指向删除元素的下一个元素的迭代器，才能实现连续删除：
cpp
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start && pos < _finish);
iterator end = pos + 1;
// 删除元素
while (end < _finish)
{
*(end - 1) = *end;
++end;
}
--_finish;
// 返回删除元素的下一个元素的迭代器
return pos;
}（5）swap
cpp
void swap(vector<T>& v)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);
}5.默认成员函数
（1）构造函数
cpp
// 成员变量走初始化列表，采用缺省值
vector()
{}
// n个元素初始化
vector(int n, const T& val = T())
{
reserve(n);
for (int i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
vector(size_t n, const T& val = T())
{
reserve(n);
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
// 用迭代器初始化
template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
// initializer_list有自己的迭代器，直接扩容，尾插数据即可
vector(std::initializer_list<T> il)
{
reserve(il.size());
for (auto& e : il)
{
push_back(e);
}
}（2）拷贝构造函数
cpp
vector(const vector<T>& v)
{
reserve(v.capacity());
for (auto& e : v)
{
push_back(e);
}
}先进行同等大小空间的扩容，遍历被拷贝的链表，再逐个元素遍历尾插即可。
（3）析构函数
cpp
~vector()
{
if (_start)
{
delete[] _start;
_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
}
}（4）赋值重载
cpp
vector<T>& operator=(vector<T> v)
{
swap(v);
return *this;
}
三.代码总览
vector.h
cpp
#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
#include<initializer_list>
#include<algorithm>
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;
}
size_t size() const
{
return _finish - _start;
}
size_t capacity() const
{
return _end_of_storage - _start;
}
// 成员变量走初始化列表，采用缺省值
vector()
{}
vector(int n, const T& val = T())
{
reserve(n);
for (int i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
vector(size_t n, const T& val = T())
{
reserve(n);
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
// 用迭代器初始化
template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
// initializer_list有自己的迭代器，直接扩容，尾插数据即可
vector(std::initializer_list<T> il)
{
reserve(il.size());
for (auto& e : il)
{
push_back(e);
}
}
// v2(v1)
vector(const vector<T>& v)
{
reserve(v.capacity());
for (auto& e : v)
{
push_back(e);
}
}
void swap(vector<T>& v)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);
}
// v2 = v1
vector<T>& operator=(vector<T> v)
{
swap(v);
return *this;
}
~vector()
{
if (_start)
{
delete[] _start;
_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
}
}
// 由于val的数据类型由模板T决定，val的缺省值采用匿名对象
void resize(size_t n, T val = T())
{
if (n > size())
{
// 扩容
reserve(n);
// 插入数据
while (_finish != _start + n)
{
*_finish = val;
++_finish;
}
//for (int i = size(); i < n; i++)
//{
// _start[i] = val;
//}
// 更新_finish
_finish = _start + n;
}
else
{
// 删除数据
_finish = _start + n;
}
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
// 异地扩容，复制数据，并释放旧空间
size_t old_size = size();
T* tmp = new T[n];
if (_start)
{
for (int i = 0; i < old_size; i++)
{
tmp[i] = _start[i];
}
delete[] _start;
}
// 更新成员变量
_start = tmp;
_finish = tmp + old_size;
_end_of_storage = _start + n;
}
}
void push_back(const T& x)
{
// 容量不够，进行扩容
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
reserve(newcapacity);
}
*_finish = x;
++_finish;
}
void pop_back()
{
assert(size() > 0);
--_finish;
}
void insert(iterator pos, const T& x)
{
assert(pos >= _start && pos <= _finish);
if (_finish == _end_of_storage)
{
// 算出pos对_start的相对位置
size_t len = pos - _start;
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
reserve(newcapacity);
// 更新pos，指向新空间
pos = _start + len;
}
// 使pos后的元素向后移动，插入数据
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
++_finish;
}
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start && pos < _finish);
iterator end = pos + 1;
// 删除元素
while (end < _finish)
{
*(end - 1) = *end;
++end;
}
--_finish;
// 返回删除元素的下一个元素的迭代器
return pos;
}
private:
iterator _start = nullptr;
iterator _finish = nullptr;
iterator _end_of_storage = nullptr;
};
}test.cpp
cpp
#include<vector>
#include"vector.h"
using namespace std;
namespace my_vector
{
void test_vector1()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
v1.push_back(5);
v1.push_back(6);
vector<int> v2(3, 5);
vector<int> v3 = {1, 2, 3};
for (auto& e : v3)
{
std::cout << e << ' ';
}
v2 = v3;
for (auto& e : v2)
{
std::cout << e << ' ';
}
std::cout << std::endl;
for (auto& e : v3)
{
std::cout << e << ' ';
}
}
void test_vector2()
{
//vector<int> v = { 1 };
//v.pop_back();
//v.pop_back();
vector<int> v = { 1,2,3,4,5,6 };
v.resize(7, 0);
for (auto& e : v)
{
std::cout << e << ' ';
}
std::cout << std::endl;
v.resize(3);
for (auto& e : v)
{
std::cout << e << ' ';
}
}
void test_vector3()
{
vector<int> v = { 1,2,3,4,4,6 };
v.insert(v.begin() + v.size(), 5);
for (auto& e : v)
{
cout << e << ' ';
}
cout << endl;
vector<int> v1 = { 1 };
v1.erase(v1.begin());
for (auto& e : v1)
{
cout << e << ' ';
}
cout << endl;
vector<string> v2 = { "11111111111111","11111111111111", "11111111111111" };
for (auto& e : v2)
{
cout << e << ' ';
}
}
}
int main()
{
//my_vector::test_vector3();
int a = int();
double b = double();
char c = char(); // '\0'
return 0;
}