STL学习——浅谈vector类的模拟实现

vector的文档介绍

vector简介：

1. vector是表示可变大小数组的序列容器。
2. 就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素
   进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。
3. 本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。这是构造函数声明
   vector（） 无参构造
   vector（size_type n, const value_type& val = value_type()） 构造并初始化n个val
   vector (const vector& x); 拷贝构造
   vector (InputIterator first, InputIterator last); 使用迭代器进行初始化构造是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小。
4. vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
5. 因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。
6. 与其它动态序列容器相比（deques, lists and forward_lists）， vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起lists和forward_lists统一的迭代器和引用更好。

Vector的模拟实现

成员变量：

//typedef T* Iterator

private:
	Iterator _start;
	Iterator _finish;
	Iterator _endofstorage;

namespace tonglin{

	template<class T>

class Vector{
public:
	//vector的迭代器是一个原生指针
	typedef T* Iterator;
	typedef const T*  ConstIterator;
	Iterator Begin() { return _start; }
	Iterator End() { return _finish; }
	ConstIterator CBegin() const { return _start; }
	ConstIterator CEnd() const { return _finish; }
	size_t Size() const { return _finish - _start; }
	size_t Capacity() const { return _endOfStorage - _start; }

	Vector()
		: _start(nullptr)
		, _finish(nullptr)
		, _endOfStorage(nullptr)
	{}

	Vector(int n, const T& value = T())
		: _start(nullptr)
		, _finish(nullptr)
		, _endOfStorage(nullptr)
	{
		Reserve(n);
		while (n--)
		{
			PushBack(value);
		}
	}

	// 这里如果使用Iterator做迭代器，就会导致初始化的迭代器区间[first,last]
	//只能是Vector的迭代器
	// 这里重新声明迭代器，迭代器区间[first,last]可以是任意容器的迭代器区间。
	template<class InputIterator>
	Vector(InputIterator first, InputIterator last)
	{
		Reserve(last - first);
		while (first != last)
		{
			PushBack(*first);
			++first;
		}
	}

	///////capacity////////////
	void resize(size_t n, contst T& value=T()){
	
		// 1.如果n小于当前的size，则数据个数缩小到n
		if (n <= Size())
		{
			_finish = _start + n;
			return;
		}
		// 2.空间不够则增容
		if (n > Capacity())
		{
			Reserve(n);
		}
		// 3.将size扩大到n
		Iterator it = _finish;
		Iterator _finish = _start + n;
		while (it != _finish)
		{
			*it = value;
			++it;
		}
	}

	void reserve(size_t n){
	
		if (n > Capacity())
		{
			size_t size = Size();
			T* tmp = new T[n];
			// 这里直接使用memcpy是有问题的
			// 以后我们会用更好的方法解决
			//if (_start)
			// memcpy(tmp, _start, sizeof(T)*size);
			if (_start)
			{
				for (size_t i = 0; i < size; ++i)
					tmp[i] = _start[i];
			}
			
			delete[]_start;
			_start = tmp;
			_finish = _start + size;
			_endOfStorage = _start + n;
		}
	
	}

	void Swap(Vector<T>& v)
	{
		swap(_start, v._start);
		swap(_finish, v._finish);
		swap(_endOfStorage, v._endOfStorage);
	}



	void PushBack(const T& x)
	{
		Insert(End(), x);
	}
	void PopBack()
	{
		Erase(--End());
	}

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

	Iterator Insert(Iterator pos,T& x){
	
		//在pos位置插入元素x
	
		assert(pos <= _finish);   //参数合法检测

		
		if (finish == endOfStorage){
		//需要增容
			size_t size = Size();
			size_t newcapacity = Capacity() == 0 
			   ? 3 : Capacity() * 2;
			reserve(newcapacity);

			//重新定位pos
			pos = _start + size;
		
		}

		Iterator end = _finish - 1;
		while (end >= pos){
		
			*(end+1) = *end ;
			--end;

		}
		*pos = x;
		++_finish;
		return pos;

	}


	Iterator Erase(Iterator pos){
	   //删除pos位置的元素

		// 挪动数据进行删除
		Iterator begin = pos + 1;
		while (begin != _finish) {
			*(begin - 1) = *begin;
			++begin;
		}

		--_finish;
		return pos;

	}

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



private:
		Iterator _start;
		Iterator _finish;
		Iterator _endOfStorage

	};



};