【浅尝C++】STL第二弹=＞迭代器失效详解/vector常用接口使用示例/vector底层结构探索/vector模拟实现代码详解

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vector介绍

vector就是一个可以自动扩大容量的数组，它与顺序表具有相同的性质，如适合随机访问、尾部插入删除效率高。关于顺序表的特点，可以查阅该篇文章→数据结构线性表（含顺序表及链表）介绍

下面给出6条关于vector的概括性介绍：

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，因而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 及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。

vector常用接口及使用示例

构造类函数

构造函数声明	接口说明
vector()	无参构造
vector(size_type n, const value_type& val = value_type())	构造并初始化为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

下面给出vector各种构造类函数的使用示例↓↓↓

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

void testVector()
{
   
	//无参构造
	vector<int> vc1;

	//5个'c'构造vector
	vector<char> vc2(5, 'c');
	for(auto ch : vc2)
	{
   
		cout << ch << " "; 
	}
	cout << endl;

	//使用vc2构造vc3
	vector<char> vc3(vc2);
	for(auto ch : vc3)
	{
   
		cout << ch << " "; 
	}
	cout << endl;

	//使用容器的起始与终止迭代器构造vector
	string s = "Jammingpro";
	vector<char>vc4(s.begin(), s.end());
	for(auto ch : vc4)
	{
   
		cout << ch << " "; 
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
   
	testVector();
	return 0;
}

迭代器的使用

迭代器	接口说明
begin + end	begin获取第一个数据的位置，end获取最后一个数据的下一个位置
rbegin + rend	rbegin获取最后一个数据的位置，rend获取第一个数据的前一个位置

如上图所示，begin指向第一个元素的位置，end指向向最后一个元素的下一个位置。下面给出begin和end这俩迭代器的使用示例

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

void testVector()
{
   
	vector<int> vc = {
   1,2,3,4,5,6,7,8};
	vector<int>::iterator it = vc.begin();
	while(it != vc.end())
	{
   
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
   
	testVector();
	return 0;
}

这里可以先将迭代器先理解为数组指针，it指向数组的首地址，++it就可以将指针指向下一个元素的首地址。下文将对vector的迭代器进行模拟实现。

对于反向迭代器来说，rbegin指向最后一个元素，rend指向首元素的前一个位置。其他操作与正向迭代器begin与end没有区别。对反向迭代器进行++操作，等同于对指针-1操作。也就说，反向迭代器初始化为rbegin后，每执行一次++操作，迭代器就会向前移动一个位置，而不是向后移动。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

void testVector()
{
   
	vector<int> vc = {
   1,2,3,4,5,6,7,8};
	vector<int>::reverse_iterator it = vc.rbegin();
	while(it != vc.rend())
	{
   
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
   
	testVector();
	return 0;
}

普通迭代器的类型为iterator、反向迭代器的类型为reverse_iterator，除了这两种迭代器，还有const_iterator和const_reverse_iterator，这两个迭代器用于对const类型的容器进行正反向遍历，它们不能对容器内的数据进行修改，而非const迭代器可以修改容器内的数据。↓↓↓

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

void testConstVector(const vector<int> vc)
{
   
	vector<int> vc = {
   1,2,3,4,5,6};
	vector<int>::const_iterator it = vc.begin();
	while(it != vc.end())
	{
   
		*it +=