C++ STL - vector 模拟实现+解析迭代器

目录

vector使用

vector模拟实现

vector实现解析：

memcpy进行元素拷贝问题：

扩容问题：

vector迭代器解析：

vector迭代器失效问题：

1.  示例一：一个典型的迭代器失效bug：insert实现

2. 示例二：insert引起的迭代器失效问题：

3. erase导致迭代器失效问题：

迭代器失效总结：

vector<vector<int>> 的理解：

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vector使用

vector就是一个可变大小的数组，有多种构造函数。有析构函数，因为涉及内存管理，自然也有了拷贝构造和operator=。

大小相关：size获取数组大小，capacity获取当前可存储最大元素个数。主要是resize和reserve，resize改变数组大小，可变大可变小，扩size时可同时对元素初始化。reserve用于扩容，当知道vector大致存储元素个数时，可以用reserve缓解扩容带来的性能消耗。reserve的值小于当前capacity时，不会缩容。大于时会扩容，这里的容量不是size而是capacity。

我们知道，当vector的size==capacity时，再push_back会扩容，那么，vector的扩容机制是怎样的呢？实际上STL并没有规定vector的扩容机制，不同版本的STL有不同的存储策略。vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。 这个问题经常会考察，不要固化的认为，vector增容都是2倍，具体增长多少是根据具体的需求定义的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。

元素访问：支持operator[]，这也是list，forward_list所不支持的。根本原因是底层存储为连续存储。back front at

修改：push_back pop_back，因为底层存储问题，push_front 和 pop_front时间复杂度较高，所以不支持头删头插，这也导致vector不适合做queue的适配容器。而可以做stack的适配容器。还比较重要的就是insert 和 erase了，也没什么，重载了多个版本，适于不同情况下的insert和erase，且都有返回值。insert返回新插入的第一个元素处的迭代器。erase返回删除元素或元素序列后的第一个元素处的迭代器。

说了很多FH，看https://cplusplus.com/reference/vector/vector/即可。

vector模拟实现

#ifndef STL_VECTOR_H
#define STL_VECTOR_H
#include "reverse_iterator.h"

namespace yzl
{
    // 拷贝构造，重载赋值都没实现。
    template<typename T, class Alloc = std::allocator<T>> // 就是一个用于申请T类型对象的类型而已。Alloc就是这么一个类型
    class vector {
    public:
        typedef T value_type;
        typedef value_type *iterator;
        typedef const value_type *const_iterator;

        typedef yzl::__reverse_iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
        typedef yzl::__reverse_iterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;
    private:
        iterator _start;
        iterator _finish;
        iterator _end_of_storage;
    public:
        iterator begin() {
            return _start;
        }

        iterator end() {
            return _finish;
        }

        const_iterator begin() const {
            return _start;
        }

        const_iterator end() const {
            return _finish;
        }

        const_iterator cbegin() const {
            return _start;
        }

        const_iterator cend() const {
            return _finish;
        }

        reverse_iterator rbegin()
        {
            return yzl::__reverse_iterator<iterator, T&, T*>(end());
        }

        reverse_iterator rend()
        {
            return yzl::__reverse_iterator<iterator, T&, T*>(begin());
        }

        yzl::__reverse_iterator<const_iterator, const T&, const T*> rbegin() const
        {
            return yzl::__reverse_iterator<const_iterator, const T&, const T*>(end());
        }

        const_reverse_iterator rend() const
        {
            return const_reverse_iterator(begin());
        }

        const_reverse_iterator crbegin() const
        {
            return const_reverse_iterator(end());
        }
        const_reverse_iterator crend() const
        {
            return const_reverse_iterator(begin());
        }
    public:
        vector()
                : _start(nullptr), _finish(nullptr), _end_of_storage(nullptr) {}

//        vector(size_t n, const T& val=T())
//        : _start(new T[n]), _finish(_start+n), _end_of_storage(_start+n)
//        {
//            for(size_t i = 0; i < n; ++i)
//                *(_start+i) = val;    // 调用T的赋值运算符
//        }
        // 必须有下面这个，如果是size_t  T的如上函数，则会出现报错。
        vector(int n, const T &value = T())
                : _start(new T[n]), _finish(_start + n), _end_of_storage(_finish) {
            for (int i = 0; i < n; ++i) {
                _start[i] = value;
            }
        }

        template<class InputIterator>
        vector(InputIterator first, InputIterator last)
                : _start(nullptr), _finish(nullptr), _end_of_storage(nullptr) {
//            size_t sz = last - first;
////            while(first+sz != last)
////