C++(16)——vector的模拟实现

本文详细介绍了C++中基于模板的vector类的实现,包括基本框架、迭代器处理、容量与大小、扩容与push_back、pop_back、运算符重载、拷贝构造、resize和erase方法,以及相关测试用例。

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   前面的文章中,给出了对于string的模拟实现,本篇文章将给出关于vector的模拟实现。

目录

1.基本框架:

2. 返回值与迭代器:

2.1 返回值capacity与size:

2.2 两种迭代器iterator和const_iterator:

3. 扩容与push_back与pop_back:

3.1 扩容:

3.2 push_back:

3.3 pop_back:

4. 运算符重载[]:

测试:

5. 拷贝构造函数:

6. 运算符重载=:

7. 打印函数print_vecotr:

测试:

8. 插入insert:

9. resize(n):

10. erase:

测试:

11. 代码总览:


1.基本框架:

      对于string类,主要是针对于字符型变量这一种数据类型,但是对于vector,要同时适用于不同的数据类型,对于这一点,可以利用之前C++(10)——模板-优快云博客中的模板参数来实现。在STLvector的源代码中,类中的成员变量分别为start,finish,endofstorage。三个变量的类型都是迭代器。其中start表示开头,finish表示已有内容的结尾,endfostorage表示开辟空间的结尾。

   通过上述信息,可以给出vector类的基本构成:

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

	private:
		iterator _start;
		iterator _finish;
		iterator _endofstorage;

	};
}

对于vector的构造函数,直接初始化为nullptr即可。因为三个成员变量的类型是由内置类型T*经过tppedef后的iterator,因此,三个成员变量的类型可以看作内置类型,对于内置类型的初始化,可以通过声明成员变量的同时,给缺省值来达成。即:

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

		vector()
		{}

	private:
		iterator _start = nullptr;
		iterator _finish = nullptr;
		iterator _endofstorage = nullptr;

	};
}

对于vector类的析构函数,只需要先检测start是否为空,为空则说明外部没有对实例化的对象进行操作。如果start不为空,则需要调用析构函数,对于对象进行清理。

~vector()
		{
			if (_start)
			{
				delete[]_start;
				_start = _finish = _endofstorage = nullptr;
			}
		}

2. 返回值与迭代器:

2.1 返回值capacity与size:

在上一部分说到了三个成员变量各自的意义,具体可以由下面的图形表示:

通过对于三个成员变量进行计算,可以得到空间中已有内容的长度size,空间的整体大小capacity。代码如下:

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

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

2.2 两种迭代器iterator和const_iterator:

同时为了方便后续使用迭代器,需要获取空间的起始地址start,空间的末尾地址end,代码表示如下:

iterator begin()
		{
			return _start;
		}

		iterator end()
		{
			return _finish;
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return _start;
		}

		const_iterator end() const
		{
			return _finish;
		}

3. 扩容与push_back与pop_back:

3.1 扩容:

对于扩容,其整体思路如下:

假设已有的空间的首地址为start,即:

如果已有的空间不满足使用需求,需要开辟大小为n的空间,则通过操作符

引用和提供了关于实现vector的两种方法。其中,引用展示了一个使用reserve和push_back方法的示例,而引用展示了一个使用new和memcpy函数的示例。这两种方法都是常见的实现vector的方式。 在第一种方法中,通过reserve函数可以预留足够的内存空间,然后使用push_back函数逐个将元素添加到vector中。这种方法的好处是可以避免不必要的内存重分配,提高了效率。 而第二种方法使用new操作符在堆上分配内存空间,并使用memcpy函数将已有的vector对象的数据复制到新的内存空间中。通过这种方式,可以实现深拷贝,即两个vector对象拥有独立的内存空间。这种方法的好处是可以在不修改原始vector对象的情况下创建一个新的vector对象。 除了以上两种方法,还可以使用其他方式实现vector类。例如,可以使用动态数组来实现vector的底层数据结构,然后通过成员函数实现vector的各种操作,如增加、删除、查找等。 总结来说,c语言模拟实现vector的关键是动态内存管理和对元素的增删改查操作。可以使用预留空间和逐个添加元素的方式,也可以使用动态数组和复制数据的方式来实现vector类。具体的实现方式可以根据需求和实际情况选择。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span> #### 引用[.reference_title] - *1* *2* *3* [C++——vector模拟实现](https://blog.youkuaiyun.com/weixin_49449676/article/details/126813526)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 100%"] [ .reference_list ]
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