【C++自学笔记】STL—vector详解及模拟实现

一、什么是vector？

vector是表示可变大小数组的序列容器；

vector就像是数组一样，也采用连续存储空间来存储元素，同样可以使用下标来访问vector的元素，它和数组差不多，但是它的大小是可变的，并且它的大小是会被容器自动处理的；

二、vector的使用

需要包含<vector>头文件，需要std命名空间（using namespace std）

1、vector的定义

//无参构造
vector();
//构造并初始化n个val
vector(size_type n,const value_type& val = value_type());
//拷贝构造
vector(const vector& x);
//使用迭代器进行初始化构造
vector(Inputlterator first,Inputlterator last);

例~~~

void VecTest() {

	vector<int> first;
	vector<int> second(4, 100);
	vector<int> third(second.begin(), second.end());
	vector<int> fourth(third);

}

2、vector iterator的使用

什么是iterator（迭代器）：迭代器（Iterator）模式，又叫做游标（Cursor）模式。GOF给出的定义为：提供一种方法访问一个容器（container）对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。从定义可见，迭代器模式是为容器而生。很明显，对容器对象的访问必然涉及到遍历算法。你可以一股脑的将遍历方法塞到容器对象中去；或者根本不去提供什么遍历算法，让使用容器的人自己去实现去吧。这两种情况好像都能够解决问题。

迭代器遍历打印

void IteratorTest() {
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);

	//使用迭代器遍历打印
	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end()) {
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

==>> 1 2 3 4

反向迭代器遍历打印

void IteratorTest() {
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);

	//用反向迭代器先遍历再打印
	vector<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin();
	while (rit != v.rend()) {
		cout << *rit << " ";
		++rit;
	}
	cout << endl;
}

==>> 4 3 2 1

使用const迭代器进行遍历打印

void ConstTest(const vector<int>& v) {
	vector<int>::const_iterator cit = v.cbegin();
	while (cit != v.cend()) {
		cout << *cit << " ";
		++cit;
	}
	cout << endl;
}
int main() {
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);

	ConstTest(v);
	return 0;
}

3、vector 空间增长问题

//获取数据的个数
size();
//获取容器的大小
capacity();
//判断是否为空
empty();
//改变vector的size
void resize(size_type n,value_type val=value_type());
//改变vector的capacity
void reserve(size_type n);

注意点：

capacity的变化再不同的编译环境下是不同的，例如再VS中式以1.5倍增长，在g++中以2倍增长；
reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题；
resize在开空间时候开会进行初始化，影响size；

vector是一个动态的数组类型，一个测试代码如下：

void SizeTest() {

	vector<int> v;
	size_t s = v.capacity();
	cout << s << endl;
	for (int i = 0; i < 100; ++i) {
		v.push_back(i);
		if (s != v.capacity()) {
			s = v.capacity();
			cout << "capacity is changed!" << s << endl;
		}
	}
}

对于resever的测试代码：

void ReserveTest() {
	vector<int> v;
	size_t s = v.capacity();
	cout << s << endl;
	cout << v.size() << endl;
	v.reserve(100);
	s = v.capacity();
	cout << s << endl;
	cout << v.size() << endl;
}

resize也是一样的，这里就不做用测试了；

4、vector的增删查改

//尾插
void push_back(const value_type& val);
//尾删
void pop_back();
//查找（这个是算法模块实现的，不是vector的成员接口）
Inputlterator find(Inputlterator first,Inputlterator last,const T& val);
//在position的位置插入val
iterator insert(iterator position,const value_type& val);
//删除positon位置的数据
iterator erase(iterator position);
//交换两个vector的数据空间
void swap(vector& x);
//像数组一样进行访问
reference operator[](size_type n);

5、迭代器失效

一、insert 或 erase 导致迭代器失效

void NusedTest1() {
	int a[] = { 1,2,3,4 };
	vector<int> v(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
	//用find查找3所在位置的iterator
	vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(),3);
	//删除pos位置的数
	v.erase(pos);
	
	cout << *pos << endl;
	
	pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	v.insert(pos,30);
	cout << *pos << endl;
}

解释一下插入的时候迭代器为什么会失效：因为在插入的时候，可能回引起增容，但是增容后的 pos 没有改变，任然指向原来的空间，而原来空间已经释放了。

2、常见的迭代器失效场景

void UnTest() {
	int a[] = { 1,2,3,4 };
	vector<int> v(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
	vector<int>::iterator it = v.begin();

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

崩溃处的原因：如果 if 判断成功，调用 erase 会导致 it 失效，对失效的迭代器进行 ++it，会导致程序崩溃；而在改进的程序中，如果调用了 erase ，会返回删除位置的下一个位置；

三、vector的模拟实现

_ClivenZ

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