【C++】STL库_Vector的模拟实现

        Vector是一个线性表,可以当做是数组来使用。vector的大多数函数和使用方法都跟string类似,所以这里主要是注意实现的方法。


一、vector的简单使用

vector<int> v;      //显示实例化 指定存储的数据类型
v.push_back(1);     //插入数据
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);


vector<int>::iterator fd = find(v.begin(), v.end(), 3);

if (fd != v.end()) {
    v.insert(fd, 30);
}

for (auto e : v) {

    cout << e << " ";
}
cout << endl;

fd = find(v.begin(), v.end(), 30);

if (fd != v.end()) {
    v.erase(fd);
}

for (auto e : v) {

    cout << e << " ";
}
cout << endl;

       

        像vetcor这样的容器在这里就跟string有点不同的地方,有些函数为了能减少代码冗余也为了方便使用,就把某些函数写在了头文件<algorithm>中,像这里的find()函数,vector可以用,其他容器都可以用,就免的每个容器里面都实现一次。

        而且可以看出来vector内置的很多函数名字和使用的方法都跟string差不多。这也是编写库的工程师故意而为之,就是为了方便只学习了一个容器其他的可以很快的入手。

二、vetor的模拟实现

namespace zs
{

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

        size_t size() const
		{
			return _finish - _start;
		}

        size_t capacity()const
		{
			return _end_of_storage - _start;
		}

    private:
        
		iterator _start;     //数组开头
		iterator _finish;     //数组结尾
		iterator _end_of_storage;     //开辟的空间大小
            
    }    
}

        因为vector可以存储多种数据,可以是内置类型也可以是自定义类型,但是你是不知道你具体用的时候是要使用哪种类型的,所以这里使用一个变量来记录数据的长度和容量是不太方便的。

        所以这里把size()和capacity()定义成了函数,使用指针来即时的计算。

PS:typedef要放在public下面,放在private下面在外面是无法调用的。

//构造函数
vector()
	:_start(nullptr)
	, _finish(nullptr)
	,_end_of_storage(nullptr)
{

}

//析构函数
~vector()
{
	delete[] _start;
	_start = _finish = _finish = nullptr;
}


iterator begin()
{
	return _start;
}


iterator end()
{
	return _finish;
}

//常量对象会调用下面的两个函数  比如 const vector<int>& v  还需要一个常量迭代器const_iterator   
iterator begin()const
{
	return _start;
}


iterator end()const
{
	return _finish;
}
//扩容
void reserve(size_t n)
{
	if (n > capacity()) {
				
		size_t sz = size();

		T* temp = new T[n];
		if (_start) {

			memcpy(temp,_start,sizeof(T) * sz);
			delete[] _start;
		}

		_start = temp;
		_finish = _start + sz;
		_end_of_storage = _start + n;

	}

}

        扩容的函数比较容易理解没什么要注意的。

T& operator[](size_t pos)
{
	assert(pos<size());
	return _start[pos];
}

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

	}

	*_finish = x;
	_finish++;
}


void pop_back()
{
	assert(_finish > _start);
	--_finish;
}

        重载[ ],因为底层还是用数组存储数据,所以这里复用一下数组的[ ]就可以了。

        push_back(),这里因为不知道具体使用的时候要存储什么数据,所以使用了摸板,而且这里使用了const修饰参数,那么这里就可以使用 push_back("hello")  这种隐式类型转换。

void insert(iterator pos,const T& x)
{
	assert(pos >= _start);
	assert(pos <= _finish);	

	//这里如果发生扩容 pos位置失效了 所以要更新一下
 	if (_finish == _end_of_storage) {
				
		size_t len = pos - _start; 
		reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
		pos = _start + len;
	}

	//挪动数据
	iterator end = _finish - 1;
	while (end >= pos) {
		*(end + 1) = *end;
		end--;
	}

	*pos = x;
	_finish++;
}


//stl规定erase返回pos迭代器位置的下一个迭代器
iterator erase(iterator pos)
{
	assert(pos >= _start);
	assert(pos <= _finish);

	iterator begin = pos + 1;
	while (begin < _finish)
	{
		*(begin - 1) = *begin;
		++begin;
	}

	_finish--;

	//库里面会缩容,也会造成迭代器失效
	//if (size()<capacity()/2) {
	//	//... 缩容
	//}

	return pos;
}

        insert/erase  pos的位置,不要直接访问pos,一定要更新。直接访问可以能出现出乎意料的结果,这就是迭代器失效。

        这里pos是个迭代器,本质是个指针,在做插入操作的时候,如果容器容量不够会发生扩容。而这时要访问的就是一段新的空间,pos如果不更新的话还是指向原来的空间,变为一个野指针,造成迭代器失效。

 
iterator begin()
{
	return _start;
}


//传引用这里会失效
v.insert(v.begin(),1);

        还有这里insert使用的传值传参,如果这里改成引用void insert(iterator& pos,const T& x);会导致这种上面的写法失效。

        begin();这里是传值返回,返回是的临时变量,临时变量具有常性。但是如果用const修饰pos,void insert(const iterator& pos,const T& x);会导致pos无法修改,前面讲了如果发生扩容要更新pos,所以这里只能用传值传参。

        

//删除偶数
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
v.push_back(6);

//迭代器失效
auto it=v.begin();

while(it!=v.end()){

    if(*it%2==0){
	   v.erase(it);
    }
	   it++;
}

       

        这里也会造成迭代器失效并报错 ,这是因为在erase()函数内部,每次删除一个元素,后面的数据会往前覆盖,那么删除位置数据就变成了下一个要判断的数据,而这里it指针++,则会错过造成删除的错误。

        而且当删除最后一个数据的时候,_finish指针减1,而it还在++,指针错过导致还会进入循环,进入erase()时断言判断越界。

//真确写法
auto it=v.begin();

while(it!=v.end()){
    if(*it%2==0){
		it=v.erase(it);
    }
    else{
        it++;
    }
}


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