目录
构造
| （1）无参构造（默认构造） | explicit vector (const allocator_type& alloc = allocator_type()); |
|---|---|
| （2）带参构造——用n个value构造 | explicit vector (size_type n, const value_type& val = value_type(),const allocator_type& alloc = allocator_type()); |
| (3)迭代器区间构造 | template <class InputIterator>
vector (InputIterator first, InputIterator last,
const allocator_type& alloc = allocator_type());
|
| （4）拷贝构造 | vector (const vector& x); |
vector<int> v1;
vector<int> v2(10, 1);//用10个1初始化
vector<int> v3(++v2.begin(), --v2.end());
vector<int> v4(v2);析构
自动调用
赋值重载
vector遍历操作
1.for+[ ]
for (size_t i = 0; i < v3.size(); i++)
{
cout << v3[i] << " ";
}
cout << endl;2.迭代器
需要指明类域vector<int>，注意不是vector,vector只是模板，vector<int>才是实例化出来的类。
vector<int>::iterator it = v3.begin();
while (it != v3.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;3.范围for
for (auto e : v3)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}vector内存相关操作
vector扩容机制
void TestVectorExpand()
{
size_t sz;
vector<int> v;
sz = v.capacity();
cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
cout << "making v grow:\n";
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
v.push_back(i);
if (sz != v.capacity())
{
sz = v.capacity();
cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
}
}
}VS
整体以上来看,VS中是以1.5倍进行扩容
g++
整体以上来看,g++中是以2倍进行扩容
reserve
开辟大于等于n个字节的空间（注意：是大于等于）
如果n>当前capacity,扩容至n
如果n<=当前capacity,不造成影响
resize
把数据个数扩到n
如果n<当前size，删除数据直到只有n个数据
如果n>当前size 插入数据，空间不够就扩容
第二个参数:指定新扩出来的空间的填充值（不写则按缺省值填充）
vector<int> v1(10,1);
v1.resize(15,2);vector增删查改
| vector增删查改 | 接口说明 |
| push_back（重点） | 尾插 |
| pop_back （重点） | 尾删 |
| find | 查找 |
| 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[] （重点） | 像数组一样访问 |
push_back（重点）
尾插元素
vector<int> v;
v.push_back(5);pop_back （重点）
尾删元素
find
查找元素。（注意这个是算法模块实现，不是vector的成员接口）
iterator ret=find(v.begin(),v,end(),5);insert
在position之前插入val
注意：支持迭代器，不支持下标
vector<int> v(10, 1);
v.insert(v.begin(), 0);
v.insert(v.begin()+3, 10);
v.insert ((v.begin(),2,300);//插入2个300
本质是挪动数据，使用时需注意效率问题
erase
删除position位置的数据
注意：支持迭代器不支持下标
方式1：给1个位置的迭代器，删除单个位置的值
方式2：给出范围迭代器，删除该范围的值
std::vector<int> myvector;
for (int i=1; i<=10; i++) myvector.push_back(i);
// 删除第6个元素
myvector.erase (myvector.begin()+5);
//删除开头三个元素
myvector.erase (myvector.begin(),myvector.begin()+3);
swap
交换两个vector的数据空间
v1.swap(v2);operator[] （重点）
像数组一样访问
v1[5]=1;比较操作符
vector支持比较操作符
其中，对于operator==和operator!=，如果vector对象拥有相同的元素个数，并且对应位置的元素全部相等，则两个vector对象相等；否则不等。
对于operator<、operator<=、operator>、operator>=，采用字典排序策略比较。
vector输入输出
注：vector不支持流插入流提取
自己实现会更加灵活
一些问题
1.vector<char>能不能代替string呢？
不能
1.string有‘\0’，可以支持C语言（s2.c_str())
2.string可以用常量字符串进行初始化，而vector不行
3.许多string的接口，vector是没有的，如replace,find...
2.vector是支持储存自定义类型的
可以存string
vector<string> v1;
v1.push_back("dddddd");//隐式类型转换——常量字符串转string
3.二维数组&动态二维数组理解
二维数组
//实现成10*5数组
vector<int> v(5,1);
vector<vector<int>> vv(10,v);
动态二维数组
// 以杨慧三角的前n行为例：假设n为5
void test2vector(size_t n)
{
// 使用vector定义二维数组vv，vv中的每个元素都是vector<int>
bit::vector<bit::vector<int>> vv(n);
// 将二维数组每一行中的vecotr<int>中的元素全部设置为1
for (size_t i = 0; i < n; ++i)
vv[i].resize(i + 1, 1);
// 给杨慧三角出第一列和对角线的所有元素赋值
for (int i = 2; i < n; ++i)
{
for (int j = 1; j < i; ++j)
{
vv[i][j] = vv[i - 1][j] + vv[i - 1][j - 1];
}
}
}vv中元素填充完成之后，如下图所示：
4 vector 迭代器失效问题
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)。
1. 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。
#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;
}2. 指定位置元素的删除操作--erase
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
int main()
{
int a[] = { 1, 2, 3, 4 };
vector<int> v(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
// 使用find查找3所在位置的iterator
vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
// 删除pos位置的数据，导致pos迭代器失效。
v.erase(pos);
cout << *pos << endl; // 此处会导致非法访问
return 0;
}
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，vs就认为该位置迭代器失效了。
3. 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。
// 1. 扩容之后，迭代器已经失效了，程序虽然可以运行，但是运行结果已经不对了
int main()
{
vector<int> v{1,2,3,4,5};
for(size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
cout << v[i] << " ";
cout << endl;
auto it = v.begin();
cout << "扩容之前，vector的容量为: " << v.capacity() << endl;
// 通过reserve将底层空间设置为100，目的是为了让vector的迭代器失效
v.reserve(100);
cout << "扩容之后，vector的容量为: " << v.capacity() << endl;
// 经过上述reserve之后，it迭代器肯定会失效，在vs下程序就直接崩溃了，但是linux
下不会
// 虽然可能运行，但是输出的结果是不对的
while(it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
return 0;
}
程序输出：
1 2 3 4 5
扩容之前，vector的容量为: 5
扩容之后，vector的容量为: 100
0 2 3 4 5 409 1 2 3 4 5
// 2. erase删除任意位置代码后，linux下迭代器并没有失效
// 因为空间还是原来的空间，后序元素往前搬移了，it的位置还是有效的
#include <vector>
#include <algorithm>
int main()
{
vector<int> v{1,2,3,4,5};
vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 3);
v.erase(it);
cout << *it << endl;
while(it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
return 0;
}
程序可以正常运行，并打印：
4
4 5
// 3: erase删除的迭代器如果是最后一个元素，删除之后it已经超过end
// 此时迭代器是无效的，++it导致程序崩溃
int main()
{
vector<int> v{1,2,3,4,5};
// vector<int> v{1,2,3,4,5,6};
auto it = v.begin();
while(it != v.end())
{
if(*it % 2 == 0)
v.erase(it);
++it;
}
for(auto e : v)
cout << e << " ";
cout << endl;
return 0;
}
========================================================
// 使用第一组数据时，程序可以运行
[sly@VM-0-3-centos 20220114]$ g++ testVector.cpp -std=c++11
[sly@VM-0-3-centos 20220114]$ ./a.out
1 3 5
=========================================================
// 使用第二组数据时，程序最终会崩溃
[sly@VM-0-3-centos 20220114]$ vim testVector.cpp
[sly@VM-0-3-centos 20220114]$ g++ testVector.cpp -std=c++11
[sly@VM-0-3-centos 20220114]$ ./a.out
Segmentation fault从上述三个例子中可以看到：SGI STL中，迭代器失效后，代码并不一定会崩溃，但是运行
结果肯定不对，如果it不在begin和end范围内，肯定会崩溃的。
4. 与vector类似，string在插入+扩容操作+erase之后，迭代器也会失效
#include <string>
void TestString()
{
string s("hello");
auto it = s.begin();
// 放开之后代码会崩溃，因为resize到20会string会进行扩容
// 扩容之后，it指向之前旧空间已经被释放了，该迭代器就失效了
// 后序打印时，再访问it指向的空间程序就会崩溃
//s.resize(20, '!');
while (it != s.end())
{
cout << *it;
++it;
}
cout << endl;
it = s.begin();
while (it != s.end()){
it = s.erase(it);
// 按照下面方式写，运行时程序会崩溃，因为erase(it)之后
// it位置的迭代器就失效了
// s.erase(it);
++it;
}
}迭代器失效解决办法：在使用前，对迭代器重新赋值即可。
vector深度分析及模拟实现
vector真实的底层结构
start:指向vector开头的迭代器
finish：类似size(),指向vector数据部分末端的迭代器
end_of_storage():类似capacity(),指向vector空间末端的迭代器
使用memcpy拷贝问题
假设模拟实现的
vector
中的
reserve
接口中，使用
memcpy
进行的拷贝，以下代码会发生什么问
题？
int main()
{
bite::vector<bite::string> v;
v.push_back("1111");
v.push_back("2222");
v.push_back("3333");
return 0;
}
问题分析：
1. 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。
2.
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
结论：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。
vector模拟实现
#pragma once
#include <assert.h>
namespace A
{
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;
}
// construct and destroy
vector() = default;
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) {
reverse(v.size());
for (auto& e : v) {
push_back(e);
}
}
vector<T>& operator= (vector<T> v) {
swap(v);
return *this;
}
~vector() {
delete[] _start;
_start = _finish = _endOfStorage = nullptr;
}
// capacity
size_t size() const{
return _finish - _start;
}
size_t capacity() const {
return _endOfStorage - _start;
}
void reserve(size_t n) {
if (n > capacity()) {
size_t old_size = size();
T* tmp = new T[n];
for (int i = 0; i < old_size; i++) {
tmp[i] = _start[i];
}
delete[] _start;
_start = tmp;
_finish = tmp + old_size;
_endOfStorage = tmp + 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++;
}
}
}
///access///
T& operator[](size_t pos) {
assert(pos < size());
return *(_start + pos);
}
const T& operator[](size_t pos)const {
assert(pos < size());
return *(_start + pos);
}
///modify/
void push_back(const T& x) {
if (_finish == _endOfStorage) {
reverse(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
}
*_finish = x;
_finish++;
}
void pop_back() {
assert(size() > 0);
_finish--;
}
void swap(vector<T>& v) {
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_endOfStorage, v._endOfStorage);
}
iterator insert(iterator pos, const T& x) {
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;
return pos;
}
iterator erase(iterator pos) {
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finish);
iterator begin = pos + 1;
while (begin < _finish) {
*(begin - 1) = *begin;
begin++;
}
--_finish;
}
private:
iterator _start; // 指向数据块的开始
iterator _finish; // 指向有效数据的尾
iterator _endOfStorage; // 指向存储容量的尾
};
}
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