【C++】9. Vector -- 数组顺序表
- 一、vector的介绍及使用
-
- [1.1 vector的介绍](#1.1 vector的介绍)
- [1.2 vector的使用](#1.2 vector的使用)
-
- [1.2.1 vector 的定义](#1.2.1 vector 的定义)
- [1.2.2 vector iterator 的使用](#1.2.2 vector iterator 的使用)
- [1.2.3 vector 空间增长问题](#1.2.3 vector 空间增长问题)
- [1.2.4 vector 增删查改](#1.2.4 vector 增删查改)
- [1.2.5 vector 迭代器失效问题（重点）](#1.2.5 vector 迭代器失效问题（重点）)
-
- （1）会引起其底层空间改变的操作，都有可能是==迭代器失效==。
- [（2）指定位置元素的删除操作 -- erase](#（2）指定位置元素的删除操作 -- erase)
- [1.2.6 vector 在OJ中的使用](#1.2.6 vector 在OJ中的使用)
- 二、vector深度剖析及模拟实现
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- [2.1 vector 的底层结构](#2.1 vector 的底层结构)
- [2.2 std::vector 的核心框架接口的模拟实现 hyz777::vector](#2.2 std::vector 的核心框架接口的模拟实现 hyz777::vector)
-
- [2.2.1 vector 的结构](#2.2.1 vector 的结构)
- [2.2.2 成员函数的实现](#2.2.2 成员函数的实现)
-
- [（1） 默认成员函数](#（1） 默认成员函数)
-
- [① 构造函数](#① 构造函数)
- [② 拷贝构造函数（传统写法）](#② 拷贝构造函数（传统写法）)
- [③ 赋值运算符 重载函数（传统写法）](#③ 赋值运算符 重载函数（传统写法）)
- [④ 交换两个容器的内容：方便实现拷贝构造和赋值重载（现代写法）](#④ 交换两个容器的内容：方便实现拷贝构造和赋值重载（现代写法）)
- [⑤ 拷贝构造函数（现代写法）](#⑤ 拷贝构造函数（现代写法）)
- [⑥ 赋值运算符重载函数（现代写法）](#⑥ 赋值运算符重载函数（现代写法）)
- ⑦析构函数
- [（2） 容量操作](#（2） 容量操作)
-
- [① size、capacity、empty 函数](#① size、capacity、empty 函数)
- [② reserve 函数](#② reserve 函数)
- [③ resize 函数](#③ resize 函数)
- （3）访问操作
- （3）修改操作
-
- [① insert 函数（注意迭代器失效问题）](#① insert 函数（注意迭代器失效问题）)
- [② erase 函数（注意迭代器失效问题）](#② erase 函数（注意迭代器失效问题）)
- [③ push_back 函数](#③ push_back 函数)
- [④ pop_back 函数](#④ pop_back 函数)
- [2.2.3 动态二维数组理解](#2.2.3 动态二维数组理解)
一、vector的介绍及使用
1.1 vector的介绍
1.2 vector的使用
1.2.1 vector 的定义
cpp
// vector 的构造方式演示
int TestV1()
{
// 1. 默认构造函数：创建一个空的 vector
// 此时不分配任何内存，size = 0, capacity = 0
vector<int> first; // empty vector of ints
// 2. 填充构造函数：创建包含 4 个元素，每个元素值都是 100 的 vector
// 相当于 {100, 100, 100, 100}
// 时间复杂度：O(n)，会进行 n 次元素拷贝
vector<int> second(4, 100); // 4 ints with value 100
// 3. 迭代器范围构造函数：用另一个容器的迭代器区间 [begin, end) 来构造
// 拷贝 second 的全部元素，相当于 second 的副本
// 注意：区间是左闭右开 [first, last)
// 时间复杂度：O(n)，n 是区间元素个数
vector<int> third(second.begin(), second.end()); // iterating through second
// 4. 拷贝构造函数：完全拷贝另一个 vector
// 会分配新的内存，深拷贝所有元素
// 相当于 vector<int> fourth = third;
// 时间复杂度：O(n)，n 是 third 的元素个数
vector<int> fourth(third); // a copy of third
// 5. 使用数组构造 vector（迭代器构造函数的特殊用法）
// 因为指向数组空间的指针是天然的迭代器（随机访问迭代器）
// arr 指向数组首元素，arr + 4 指向数组最后一个元素的下一个位置
// 区间 [arr, arr+4) 正好包含全部 4 个元素
int myints[] = {16, 2, 77, 29};
vector<int> fifth(myints, myints + 4); // 用数组构造 vector
// 更安全的写法：使用 std::begin 和 std::end
// vector<int> fifth(std::begin(myints), std::end(myints));
// 或者用 sizeof 计算数组元素个数
// vector<int> fifth(myints, myints + sizeof(myints) / sizeof(int));
// 遍历输出 fifth 中的元素
// 使用迭代器遍历所有元素
cout << "The contents of fifth are:";
for (vector<int>::iterator it = fifth.begin(); it != fifth.end(); ++it)
{
cout << ' ' << *it; // 输出：16 2 77 29
}
cout << '\n';
return 0;
}
1.2.2 vector iterator 的使用
cpp
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
// 函数：打印vector的内容（只读）
// 参数：const引用，保证不修改原数据
void PrintVector(const vector<int>& v)
{
// 因为v是const对象，所以只能用const迭代器
// const_iterator只能读取，不能修改
vector<int>::const_iterator it = v.begin();
// 从begin遍历到end（end指向最后一个元素的下一个位置）
while (it != v.end())
{
cout << *it << " "; // 解引用，获取元素值
++it; // 迭代器向前移动
}
cout << endl;
}
void TestV2()
{
// ===== 1. 插入数据 =====
vector<int> v;
v.push_back(1); // 尾部插入1
v.push_back(2); // 尾部插入2
v.push_back(3); // 尾部插入3
v.push_back(4); // 尾部插入4
// 此时 v = {1, 2, 3, 4}
// ===== 2. 正向迭代器遍历（可读可写） =====
vector<int>::iterator it = v.begin(); // it指向第一个元素（值=1）
while (it != v.end()) // 未到末尾就继续
{
cout << *it << " "; // 打印当前元素
++it; // 移动到下一个位置
}
cout << endl;
// 输出：1 2 3 4
// ===== 3. 正向迭代器修改数据 =====
it = v.begin(); // 重新指向开头
while (it != v.end())
{
*it *= 2; // 每个元素乘以2
++it;
}
// 此时 v = {2, 4, 6, 8}
// ===== 4. 反向迭代器遍历（从后往前） =====
// 方式1：完整写法
// vector<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin();
// 方式2：用auto自动推导类型（更简洁）
auto rit = v.rbegin(); // rbegin()指向最后一个元素（值=8）
while (rit != v.rend()) // rend()指向第一个元素的前一个位置
{
cout << *rit << " ";
++rit; // 注意：反向迭代器的++实际上是往前移动
}
cout << endl;
// 输出：8 6 4 2
// ===== 5. 调用只读函数打印 =====
PrintVector(v); // 传入const引用，只能用const迭代器
// 输出：2 4 6 8
}
1.2.3 vector 空间增长问题
cpp
void test()
{
// ===== 1. 创建空 vector =====
vector<int> v;
// 此时：size = 0, capacity = 0，没有任何元素
// ===== 2. 预留空间（只分配内存，不创建元素） =====
v.reserve(10);
// 作用：提前申请 10 个 int 的内存空间
// 此时：size = 0（仍然没有元素），capacity = 10（容量是10）
//
// 类比：就像你租了一个能停10辆车的车位，但车位上目前一辆车都没有
// 车位编号 0~9 都画好了线，但你不能直接开第3个车位上去，因为那里没车
/* ===== 3. 错误示范：直接使用下标赋值 =====
for (size_t i = 0; i < 10; i++)
{
v[i] = i; // ❌ 严重错误！违规访问（越界访问）
}
// 错误原因：
// 1. vector 的 size = 0，意味着没有任何有效元素
// 2. v[i] 等价于 *(v.begin() + i)，但 begin() == end()，区间是空的
// 3. 这相当于访问了一个不存在的对象，属于"未定义行为"（Undefined Behavior）
// 4. 程序可能崩溃，可能乱改内存，可能看似正常运行（但其实是定时炸弹）
//
// 用汽车来比喻：
// reserve(10) 只是给你画好了 10 个停车位（分配内存）
// 但你没把车停进去（没有创建元素），就直接去开车位上的"车"
// 结果就是：要么撞墙（程序崩溃），要么开到别人的车位上（内存污染）
*/
// ===== 4. 正确做法：用 push_back 添加元素 =====
for (size_t i = 0; i < 10; i++)
{
v.push_back(i); // ✅ 向尾部添加元素，size 会逐渐增加
// 执行过程：
// i=0: 添加元素0，size=1，capacity=10（未触发扩容）
// i=1: 添加元素1，size=2，capacity=10
// i=2: 添加元素2，size=3，capacity=10
// ...
// i=9: 添加元素9，size=10，capacity=10
}
// 此时：size = 10, capacity = 10，有10个有效元素 [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]
//
// 汽车比喻：
// 现在你把 10 辆车（元素）依次停到了 10 个车位上
// 现在每个车位都有车了，你可以安全地开任意一辆车
}
cpp
void TestV3()
{
vector<int> v;
// 1. 先插入1~9：v = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
for (int i = 1; i < 10; i++)
v.push_back(i);
// 2. resize(5)：把size缩小到5，多余的元素丢弃
// 原本有9个元素，现在只保留前5个
// v = [1,2,3,4,5]（后面的6,7,8,9被删除）
v.resize(5);
// 3. resize(8, 100)：把size扩大到8，新增的元素用100填充
// 原来有5个元素，现在要变成8个，多了3个
// v = [1,2,3,4,5,100,100,100]
v.resize(8, 100);
// 4. resize(12)：把size扩大到12，新增的元素用默认值0填充
// 原来有8个元素，现在要变成12个，多了4个
// v = [1,2,3,4,5,100,100,100,0,0,0,0]
v.resize(12);
// 5. 打印：v contains: 1 2 3 4 5 100 100 100 0 0 0 0
cout << "v contains:";
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
cout << ' ' << v[i];
cout << '\n';
}
cpp
void TestVectorExpand()
{
size_t sz;
vector<int> v;
sz = v.capacity(); // 初始容量：0
cout << "making v grow:\n";
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
v.push_back(i); // 尾插，空间不够时自动扩容
// 检测容量是否变化（扩容了）
if (sz != v.capacity())
{
sz = v.capacity(); // 更新当前容量
cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
}
}
}
cpp
g++运行结果：linux下使用的STL基本是按照2倍方式扩容
making foo grow:
capacity changed: 1
capacity changed: 2
capacity changed: 4
capacity changed: 8
capacity changed: 16
capacity changed: 32
capacity changed: 64
capacity changed: 1281.2.4 vector 增删查改
cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main() {
vector<int> v;
// 1. 尾插
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40); // v = [10, 20, 30, 40]
// 2. operator[] 访问
cout << v[0] << " " << v[2] << endl; // 输出：10 30
// 3. insert 插入
v.insert(v.begin() + 2, 25); // v = [10, 20, 25, 30, 40]
// 4. find 查找
auto it = find(v.begin(), v.end(), 25);
if (it != v.end()) {
cout << "找到25，位置在：" << it - v.begin() << endl; // 输出：2
}
// 5. erase 删除
v.erase(v.begin() + 1); // 删除20，v = [10, 25, 30, 40]
// 6. pop_back 尾删
v.pop_back(); // v = [10, 25, 30]
// 7. swap 交换
vector<int> v2 = {100, 200};
v.swap(v2);
// v = [100, 200], v2 = [10, 25, 30]
return 0;
}1.2.5 vector 迭代器失效问题（重点）
对于 vector 可能会导致其迭代器失效的操作有：
（1）会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效。
比如：resize、reserve、insert、assign、push_back 等。
两种导致迭代器失效的操作：
cpp
// 指定位置之前插入元素操作--insert
void TestV4()
{
// 迭代器失效问题 -- 类似野指针问题
vector<int> v;
v.push_back(1); // v = [1]
v.push_back(2); // v = [1, 2]
v.push_back(3); // v = [1, 2, 3]
// pos 指向值为 2 的元素（第二个位置）
vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 2);
// pos 现在指向：内存地址 0x100（假设）
v.insert(pos, 20); // 在 pos 之前插入 20，v = [1, 20, 2, 3]
// ⚠️ 问题来了：插入时可能扩容，内存重新分配了！
// pos 还是指向 0x100，但 0x100 这块内存可能已经被释放了
// 所以 pos 现在是 "野指针"（指向已经不存在的地方）
// ❌ 错误：继续用 pos 是未定义行为
// cout << *pos << endl; // 可能崩溃，可能乱输出
// *pos = 200; // 可能改到别人的内存
}
cpp
void TestV5()
{
// 迭代器失效问题 -- 类似野指针问题
vector<int> v;
v.reserve(5); // 提前开好空间，防止后续插入元素时发生扩容
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 2); // 在2之前插入20,如果没有则不插入
if (pos != v.end())
{
v.insert(pos, 20); // 在pos之前插入20
/*
* 如果想要继续通过迭代器操作vector中的元素，需要给pos重新赋值
* 即 pos = v.insert(pos, 20); // 函数返回指向新插入元素的迭代器
*/
}
// 在insert时空间足够，没有增容，但我们依旧认为pos迭代器位置失效了，不能再去访问了
// 这里的失效是指pos位置的意义变了，pos不再指向原来的值
//cout << *pos << endl;
//*pos = 200;
}
【总结】
（2）指定位置元素的删除操作 -- erase
cpp
// 任意位置插入：insert和erase，以及查找find
void TestV6()
{
// 使用列表方式初始化，C++11新语法
vector<int> v{ 1, 2, 3 };
vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 2);
if (pos != v.end())
{
v.erase(pos); // 删除pos位置的数据
/*
* 如果想要继续通过迭代器操作vector中的元素，需要给pos重新赋值
* 即 pos = v.erase(pos); // 返回指向被删除元素下一个w的迭代器
*/
}
// 在erase之后，pos迭代器位置就失效了，不能再去访问了
// 这里的失效是指pos位置的意义变了，pos不再指向原来的值
//cout << *pos << endl;
//*pos = 200;
}
注意：find 不是 vector 自身提供的方法，是 STL 提供的算法，如果要查找只能使用STL提供的全局find。若找到，返回指向该元素的迭代器，若没有找到，返回 last （开区间）。
cpp
// 传迭代器区间 [first, last) 和要查找的元素
template <class InputIterator, class T>
InputIterator find (InputIterator first, InputIterator last, const T& val);
{
while (first!=last)
{
if (*first==val) return first;
++first;
}
return last;
}
cpp
void TestV7()
{
vector<int> v{1, 2, 3, 4};
v[0] = 10; // 通过[]读写第0个位置
cout << v[0] << endl;
// 1、使用for+[]下标方式遍历
for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
{
cout << v[i] << " ";
}
cout << endl;
vector<int> swapv;
swapv.swap(v); // 使用swap函数将原先的vector v与一个新的空vector swapv进行交换
cout << "v data:";
// 在输出v的数据时，可以看到原先的v已经变为空，不再包含任何元素
for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
{
cout << v[i] << " ";
}
cout << endl;
// 2、使用迭代器遍历
cout << "swapv data:";
auto it = swapv.begin();
while (it != swapv.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
// 3、使用范围for遍历
for (auto x : v)
{
cout << x << " ";
}
cout << endl;
}
1.2.6 vector 在OJ中的使用
二、vector深度剖析及模拟实现
2.1 vector 的底层结构
源码中，SGI 版本 STL - vector 的实现：
cpp
template <class T, class Alloc = alloc>
class vector {
public:
typedef T value_type;
typedef value_type* iterator; // 指向数组空间的指针T*是天然的d
// ...
protected:
// ...
iterator start;
iterator finish;
iterator end_of_storage; // 成员变量是三个T*类型的指针
// ...
};源码中，push_back 尾插接口的实现：
定位 new 表达式在实际中一般是配合内存池使用。因为 vector 的空间是从内存池来的，内存池分配出的空间是没有初始化的，该空间存放的是哪个自定义类型对象，就使用定位 new 表达式显示调用其构造函数进行初始化。
2.2 std::vector 的核心框架接口的模拟实现 hyz777::vector
2.2.1 vector 的结构
cpp
#pragma once
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <cassert> // assert
#include <cstring> // memcpy
using namespace std;
namespace hyz777
{
template<class T> // T: 模板参数，指vector中存放数据的类型
class vector
{
public:
// iterator是内嵌类型，在vector类域里面定义的类型
// vector的迭代器是一个原生指针
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; }
private:
iterator _start; // 指向数组的开始
iterator _finish; // 指向最后一个有效元素的下一个位置
iterator _end_of_storage; // 指向空间结束的下一个位置
public:
// 默认成员函数
vector(); // 无参构造函数
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last); // 使用迭代器初始化构造
vector(const vector<T>& v); // 拷贝构造（深拷贝）
void swap(vector<T>& v) // 交换两个容器的内容
vector<T>& operator=(vector<T> v) // 赋值运算符重载（深拷贝）
~vector();
// 容量操作
size_t size() const { return _finish - _start; } // 有效元素个数
size_t capacity() const { return _end_of_storage - _start; } // 容量大小
bool empty() const { return size(); } // 判空
void reserve(size_t n); // 调整容器的容量大小（capacity）
void resize(size_t n, const T& val = T()); // 调整容器的有效元素大小（size）
// 访问操作，[]运算符重载
T& operator[](const size_t pos);
T& operator[](const size_t pos) const;
// 修改操作
iterator insert(iterator pos, const T& val = T()); // 在pos迭代器位置前插入元素
iterator erase(iterator pos); // 删除pos迭代器位置的元素
void push_back(const T& x); // 尾插
void pop_back(); // 尾删
};
}2.2.2 成员函数的实现
（1） 默认成员函数
① 构造函数
cpp
// 无参构造
vector()
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _end_of_storage(nullptr)
{}
// 使用迭代器进行初始化构造 [first,last)
// 注意：若使用vector的iterator做形参，会导致初始化的迭代器区间[first,last)只能是vector的迭代器
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last) // [first,last)
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _end_of_storage(nullptr)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
first++;
}
}
类模板的成员函数模板，可以自己定义模板参数，比如：这样写的好处是可以传其它容器的迭代器（string、list ...），而不是仅限于用 vector 自己的迭代器 iterator，只要解引用后数据的类型能够和 vector 数据的类型匹配。
② 拷贝构造函数（传统写法）
cpp
// 拷贝构造（深拷贝）的2种传统写法
// 写法1
// v2(v1)
vector(const vector<T>& v)
:_start(new T[v.capacity()])
, _finish(_start + v.size())
, _end_of_storage(_start + v.capacity())
{
memcpy(_start, v._start, sizeof(T) * v.size()); // 拷贝元素
}
// 写法2(推荐)
// v2(v1)
vector(const vector<T>& v)
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _end_of_storage(nullptr)
{
reserve(v.capacity()); // 调整新容器容量大小(一次性把空间开好，效率高)
for (const auto& e : v) // 尾插元素到新容器中(复用push_back函数)
push_back(e);
}③ 赋值运算符 重载函数（传统写法）
cpp
// 赋值运算符重载(深拷贝)的传统写法
// v2 = v1
vector<T>& operator=(const vector<T>& v)
{
if (this != &v) // 防止自己给自己赋值
{
// 释放原空间
delete[] _start;
_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
// 插入元素
reserve(v.capacity()); // 调整容量大小
for (const auto& e : v)
push_back(e);
_finish = _start + v.size();
_end_of_storage = _start + v.capacity();
}
return *this;
} ④ 交换两个容器的内容：方便实现拷贝构造和赋值重载（现代写法）
cpp
// 交换两个容器的内容
// v1.swap(v2)
void swap(vector<T>& v)
{
// 函数名冲突，指定去调用全局域里面的std::swap
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);
}⑤ 拷贝构造函数（现代写法）
cpp
// 拷贝构造(深拷贝)的现代写法
// v2(v1)
vector(const vector<T>& v)
:_start(nullptr) // 当前对象是一个正在构造的对象，成员变量还未初始化，是一个随机值，所以先置空
, _finish(nullptr)
, _end_of_storage(nullptr)
{
vector<T> tmp(v.begin(), v.end()); // 拿v的内容，调用构造函数构造一个临时对象tmp
this->swap(tmp); // 将临时对象tmp和当前对象的成员变量分别进行交换
}⑥ 赋值运算符重载函数（现代写法）
赋值重载一般都是推荐现代写法。
cpp
// 赋值运算符重载(深拷贝)的现代写法(推荐)
// v2 = v1
vector<T>& operator=(vector<T> v) // 通过传值传参，拷贝构造出临时对象
{
this->swap(v); // 交换临时对象和当前对象的内容
return *this; // 返回当前对象
}⑦析构函数
cpp
~vector()
{
delete[] _start;
_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
}（2） 容量操作
① size、capacity、empty 函数
cpp
size_t size() const // 有效元素个数
{
return _finish - _start;
}
size_t capacity() const // 容量大小
{
return _end_of_storage - _start;
}
bool empty() const // 判空
{
return size();
}② reserve 函数
cpp
// 调整容器的容量大小（capacity）
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity()) // 如果n大于当前capacity大小
{
size_t oldSize = size(); // 提前保存下旧空间size大小，便于后面更新_finish
T* tmp = new T[n]; // 开辟并初始化新空间，n个T类型的对象
if (_start)
{
// void* memcpy (void * destination, const void * source, size_t num);
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * oldSize); // 旧空间元素拷贝到新空间（浅拷贝）
delete[] _start; // 释放旧空间
}
_start = tmp; // 指向新空间
_finish = _start + oldSize; // 更新有效元素长度
_end_of_storage = _start + n; // 更新容量
}
}注意：reserve 函数内部使用 memcpy 函数对数据进行字节序拷贝，实际上是有问题的。
cpp
// 使用 memcpy 浅拷贝的问题
void test()
{
vector<string> v;
v.reserve(4); // 调整vector的容量为4
v.push_back("111");
v.push_back("222");
v.push_back("333");
v.push_back("444");
v.push_back("555"); // 这里会发生扩容，调用reserve函数
for (auto& e : v)
cout << e << endl;
}
- 开空间，插入 4 个 string 类对象
- 插入第 5 个 string 类对象，引发扩容，调用 reserve 函数，使用 memcpy
按字节序拷贝元素到新空间中，是浅拷贝，导致两个对象共享同一份资源。
- 程序结束时，已被析构的空间再次被析构，导致程序崩溃。
修改后的 reserve 函数如下：
cpp
// 调整容器的容量大小(capacity)
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity()) // 如果n大于当前 capacity 大小
{
size_t oldSize = size(); // 提前保存下旧空间size大小，便于后面更新_finish
T* tmp = new T[n]; // 开辟并初始化新空间，n个T类型的对象
if (_start)
{
// 如果T是int，直接赋值即可
// 如果T是string，就调用string类的赋值重载(进行深拷贝)
// 如果T是vector，就调用vector类的赋值重载(进行深拷贝)
for (size_t i = 0; i < oldSize; i++) // 旧空间元素赋值到新空间
tmp[i] = _start[i]; // 赋值
delete[] _start; // 释放旧空间
}
_start = tmp; // 指向新空间
_finish = _start + oldSize; // 更新有效元素长度
_end_of_storage = _start + n; // 更新容量
}
}
③ resize 函数
cpp
// 调整容器的有效元素大小（size）
void resize(size_t n, const T& val = T())
{
// 如果n小于当前size，则有效元素个数缩小到n
if (n < size())
{
_finish = _start + n;
}
// 如果n大于当前size
else if (n > size())
{
// 如果n大于当前capacity，先进行增容
if (n > capacity()) reserve(n);
// 多出的位置用val或者缺省值T()填充
while (_finish < _start + n)
{
*_finish = val;
_finish++; // 有效元素长度+1
}
}
}（3）访问操作
cpp
// []运算符重载(普通版本)
T& operator[](const size_t pos)
{
assert(pos >= 0 && pos < size()); // 检查越界
return _start[pos];
}
// []运算符重载(const版本)
T& operator[](const size_t pos) const
{
assert(pos >= 0 && pos < size()); // 检查越界
return _start[pos];
}（3）修改操作
① insert 函数（注意迭代器失效问题）
cpp
iterator insert(iterator pos, const T& val = T())
{
assert(pos >= _start && pos <= _finish);
size_t len = pos - _start; // 记录下pos相对_start的长度
if (_finish == _end_of_storage) // 先检查是否需要扩容
{
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
reserve(newcapacity);
// 注意：扩容后，pos还指向旧空间，pos位置迭代器已失效，需要重置pos
pos = _start + len; // 解决迭代器失效问题
}
// 往后挪动元素
for (iterator end = _finish; end > pos; end--)
{
*end = *(end - 1);
}
*pos = val; // 在pos迭代器位置处插入元素
_finish++; // 有效元素长度+1
return pos; // 返回指向第一个新插入元素的迭代器
// pos是传值传参，形参改变不会影响实参，所以更需要返回pos
}② erase 函数（注意迭代器失效问题）
cpp
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start && pos < _finish);
// 往前挪动元素
for (iterator it = pos + 1; it < _finish; it++)
{
*(it - 1) = *it;
}
_finish--; // 有效元素长度-1
return pos; // 返回指向被删除元素下一个位置的迭代器
}③ push_back 函数
cpp
void push_back(const T& x)
{
/*
if (_finish == _end_of_storage) // 先检查是否需要增容
{
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
reserve(newcapacity);
}
*_finish = x; // 尾插元素
_finish++;
*/
insert(_finish, x);
}④ pop_back 函数
cpp
void pop_back()
{
/*
assert(!empty());
_finish--;
*/
erase(--end());
}2.2.3 动态二维数组理解
cpp
class Solution {
public:
vector<vector<int>> generate(int n) {
// 开辟和初始化杨辉三角存储空间
vector<vector<int>> vv(n);
for (size_t i = 0; i < vv.size(); i++)
{
vv[i].resize(i + 1, 0);
// 每一行第一个元素和最后一个元素初始化为1
vv[i][0] = 1;
vv[i][vv[i].size() - 1] = 1;
}
// 填充杨辉三角
for (size_t i = 2; i < vv.size(); i++) // 从第3行开始
for (size_t j = 1; j < vv[i].size() - 1; j++) // 从第2列开始
vv[i][j] = vv[i - 1][j - 1] + vv[i - 1][j];
return vv;
}
};xyl::vector<xyl::vector> vv(n); 构造一个 vv 动态二维数组，vv 中总共有 n 个元素，每个元素都是 vector 类型的，每行没有包含任何元素
如果 n = 5 时如下所示：
vv 中元素填充完成之后，如下图所示：
使用标准库中 vector 构建动态二维数组时与上图实际是一致的。
