1.vector简述
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。就时间而言，这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（deque, list and forward_list）， 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list和forward_list统一的迭代器和引用更好。
2.vector的使用
1.vector定义
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
vector<int> first;
vector<int> second(4, 100);
vector<int> third(second.begin(), second.end());
vector<int> fourth(third);
int myints[] = { 16,2,77,29 };
vector<int> fifth(myints, myints + sizeof(myints) / sizeof(int));
vector iterator:
begin :获取第一个数据位置的iterator/const_iterator
end: 获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
rbegin: 获取最后一个数据位置的reverse_iterator
renf: 获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator
// const对象使用const迭代器进行遍历打印
vector<int>::const_iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
2.vector容量有关的一些接口
size 获取数据个数
capacity 获取容量大小
empty 判断是否为空
resize 改变vector的size
reserve 改变vector的capacity1.capacity的代码在vs和g++下分别运行会发现，vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。
2.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。
3.resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size。
3.vector增删查改
push_back 尾插
pop_back 尾删
find 查找。注意:这个是算法模块实现，不是vector的成员接口
insert 在position之前插入val
erase 删除position位置的数据
swap 交换两个vector的数据空间
operator[] 像数组一样访问
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
auto it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
v.pop_back();
v.pop_back();
it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
//
// 使用列表方式初始化，C++11新语法
vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 };
// 在指定位置前插入值为val的元素，比如：3之前插入30,如果没有则不插入
// 1. 先使用find查找3所在位置
// 注意：vector没有提供find方法，如果要查找只能使用STL提供的全局find
auto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
if (pos != v.end())
{
// 2. 在pos位置之前插入30
v.insert(pos, 30);
}
vector<int>::iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
// 删除pos位置的数据
v.erase(pos);
it = v.begin();
while (it != v.end()) {
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
/
vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 };
// 通过[]读写第0个位置。
v[0] = 10;
cout << v[0] << endl;
// 1. 使用for+[]小标方式遍历
for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
cout << v[i] << " ";
cout << endl;
vector<int> swapv;
swapv.swap(v);
cout << "v data:";
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;
3.vector迭代器失效
迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了封装，比如：vector的迭代器就是原生态指针T* 。因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃)。
对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有：
- 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。
2.指定位置元素的删除操作–erase
erase删除pos位置元素后，pos位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上讲迭代器不应该会失效，但是：如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时，编译器就认为该位置迭代器失效了。- 注意：Linux下，g++编译器对迭代器失效的检测并不是非常严格，处理也没有vs下极端。
- 与vector类似，string在插入+扩容操作+erase之后，迭代器也会失效
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
int main()
{
vector<int> v{1,2,3,4,5,6};
auto it = v.begin();
// 将有效元素个数增加到100个，多出的位置使用8填充，操作期间底层会扩容
// v.resize(100, 8);
// reserve的作用就是改变扩容大小但不改变有效元素个数，操作期间可能会引起底层容量改变
// v.reserve(100);
// 插入元素期间，可能会引起扩容，而导致原空间被释放
// v.insert(v.begin(), 0);
// v.push_back(8);
// 给vector重新赋值，可能会引起底层容量改变
v.assign(100, 8);
/*
出错原因：以上操作，都有可能会导致vector扩容，也就是说vector底层原理旧空间被释放掉，
而在打印时，it还使用的是释放之间的旧空间，在对it迭代器操作时，实际操作的是一块已经被释放的
空间，而引起代码运行时崩溃。
解决方式：在以上操作完成之后，如果想要继续通过迭代器操作vector中的元素，只需给it重新
赋值即可。
*/
while(it != v.end())
{
cout<< *it << " " ;
++it;
}
cout<<endl;
return 0;
}
4.vector实现
实现vector中拷贝构造使用memcpy带来的问题
- memcpy是内存的二进制格式拷贝，将一段内存空间中内容原封不动的拷贝到另外一段内存空间中
- 如果拷贝的是自定义类型的元素，memcpy既高效又不会出错，但如果拷贝的是自定义类型元素，并且自定义类型元素中涉及到资源管理时，就会出错，因为memcpy的拷贝实际是浅拷贝。
注意：如果对象中涉及到资源管理时，千万不能使用memcpy进行对象之间的拷贝，因为memcpy是浅拷贝，否则可能会引起内存泄漏甚至程序崩溃。
template<class T>
class vector
{
public:
// 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 cbegin() const {
return _start;
}
const_iterator cend() const {
return _finish;
}
vector(){}
vector(int n, const T& value = T()) {
reserve(n);
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
push_back(value);
}
}
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last) {
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
vector(const vector<T>& v) {
reserve(v.capacity());
for (auto& e : v)
{
push_back(e);
}
}
vector<T>& operator= (vector<T> v) {
swap(v);
return *this;
}
~vector()
{
delete[]_start;
_start = _finish = _endofstorage = nullptr;
}
size_t size() const {
return _finish - _start;
}
size_t capacity() const {
return _endofstorage - _start;
}
void reserve(size_t n) {
if (n > capacity()) {
size_t sz = size();
T* tmp = new T[n];
if (_start) {
// memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);
for (size_t i = 0; i < sz; i++)
{
tmp[i] = _start[i];
}
delete[]_start;
}
_start = tmp;
_finish = _start + sz;
_endofstorage = _start + n;
}
}
void resize(size_t n, const T& value = T()){
if (n <= size()) {
_finish = _start + n;
}
else {
reserve(n);
while (_finish < _start + n) {
*_finish = value;
_finish++;
}
}
}
T& operator[](size_t pos) {
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
const T& operator[](size_t pos)const {
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
void push_back(const T& x)
{
if (_finish == _endofstorage) {
/* size_t sz = size();
size_t c = capacity() == 0 ? 4 : capacity()* 2;
T* tmp = new T[c];
if (_start) {
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);
delete[]_start;
}
_start = tmp;
_finish = _start + sz;
_endOfStorage = _start + c;*/
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
}
*_finish = x;
++_finish;
//insert(end(),x);
}
void pop_back() {
--_finish;
}
void swap(vector<T>& v) {
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
}
void insert(iterator pos, const T& x){//迭代器失效
assert(pos >= _start);
assert(pos < _finish);
if (_finish == _endofstorage) {
size_t len = pos - _start;
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
pos = _start + len;
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos) {
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
++_finish;
}
iterator erase(iterator pos) {//迭代器失效
assert(pos >= _start);
assert(pos < _finish);
iterator it = pos + 1;
while (it < _finish) {
*(it - 1) = *it;
++it;
}
--_finish;
return pos;
}
private:
iterator _start = nullptr; // 指向数据块的开始
iterator _finish = nullptr; // 指向有效数据的尾
iterator _endofstorage = nullptr; // 指向存储容量的尾
};
扫一扫
1146
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
