9.vector接口及底层实现

目录

1.vector常见接口及样例

1.1vector常见的构造接口及样例使用

1.2 vector迭代器的使用及样例使用

1.3 vector空间增长常见接口及样例使用

1.4vector的增删改查

2.vector的底层实现

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1.vector常见接口及样例

1.1vector常见的构造接口及样例使用

(constructor)构造函数声明                                                          接口说明
vector()（重点）                                                                         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); （重点）                                             拷贝构造
vector (InputIterator first, InputIterator last);                               使用迭代器进行初始化构造

#include <iostream>
#include <vector>
int main ()
{
std::vector<int> first; 
// empty vector of ints
std::vector<int> second (4,100); 
// four ints with value 100
std::vector<int> third (second.begin(),second.end());
 // iterating through second
std::vector<int> fourth (third);
 // a copy of third
return 0;
}

1.2 vector迭代器的使用及样例使用

iterator的使用                                                      接口说明
begin+end（重点）             获取第一个数据位置的迭代器， 获取最后一个数据的                                                              下一个位置的迭代器
rbegin + rend                       获取最后一个数据位置的迭代器，获取第一个数据前一个                                                        位置的迭代器

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void PrintVector(const vector<int>& v)
{
// 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;
}

1.3 vector空间增长常见接口及样例使用

容量空间                          接口说明
size                              获取数据个数
capacity                       获取容量大小
empty                           判断是否为空
resize（重点）             改变vector的size
reserve （重点）          改变vector的capacity

// vector::capacity
#include <iostream>
#include <vector>
int main ()
{
  size_t sz;
  std::vector<int> foo;
  sz = foo.capacity();
  std::cout << "making foo.capacity grow:\n";
  for (int i=0; i<100; ++i) {
    foo.push_back(i);//尾插元素
    if (sz!=foo.capacity()) {
      sz = foo.capacity();//当元素增加到超出capacity（容量）自动增容，将增容后容量赋值给sz
      std::cout << "capacity changed: " << sz << '\n';//同时，输出当前容量
    }
  }
}

//reserve改变vector的capacity，提前扩容，避免使用时才扩容，增加效率
std:vector<int>bar;
sz = bar.capacity();
bar.reserve(100);

std::vector<int> myvector;//构建一个空的myvector
for (int i=1;i<10;i++){//前10位尾插整数1——10
  myvector.push_back(i);
}
myvector.resize(5);//size变为5
myvector.resize(8,100);//size变为8，前八位初始化为100
myvector.resize(12);//size变为12

1.4vector的增删改查

vector增删查改                                            接口说明
push_back（重点）                                         尾插
pop_back （重点）                                          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[] （重点）                                  像数组一样访问

// push_back/pop_back
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
int a[] = { 1, 2, 3, 4 };
vector<int> v(a, a+sizeof(a)/sizeof(int));//用数组构造vector
vector<int>::iterator it = v.begin();//迭代器打印数组
while (it != v.end()) {
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
v.pop_back();
v.pop_back();//两次尾删
it = v.begin();
while (it != v.end()) {
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
return 0;
}

// find / insert / erase
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
  int a[] = { 1, 2, 3, 4 };
  vector<int> v(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));//用vector类模板构造出
  // 使用find查找3所在位置的iterator
  vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
  // 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);//find就是给首位，最后一位下一位迭代器+查找数值，进行查找
  // 删除pos位置的数据
  v.erase(pos);
  it = v.begin();
  while (it != v.end()) {
    cout << *it << " ";
    ++it;
  }
  cout << endl;
  return 0;
}

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
  int a[] = { 1, 2, 3, 4 };
  vector<int> v(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));//构造v
  vector<int> swapv;
  swapv.swap(v);//交换两个类空间
  return 0;
};

2.vector的底层实现

namespace zy

{

  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()
    {
      return _start;
    }

    const_iterator cend() const
    {
      return _finish;
    }



    // construct and destroy

    vector()
         :_start(nullptr)
         ,_finish(nullptr)
         ,_endOfStorage(nullptr)
    {}

    vector(int n, const T& value = T())
          : _start(nullptr)
          , _finish(nullptr)
          , _endOfStorage(nullptr)
        {
          reserve(n);
          while (n--)
          {
            push_back(value);
          }
        }

    template<class InputIterator>

    vector(InputIterator first, InputIterator last)
    {
      reserve(last - first);//开辟空间
      while (first != last)//按位插入
      {
         push_back(*first);
         ++first;
      }
    }

    vector(const vector<T>& v)//拷贝构造
        : _start(nullptr)
        , _finish(nullptr)
        , _endOfStorage(nullptr)
      {
        reserve(v.capacity());
        iterator it = begin();
        const_iterator vit = v.cbegin();
        while (vit != v.cend())//遍历赋值
        {
          *it++ = *vit++;
        }
      }

    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 oldSize = size();
        T* tmp = new T[n];

        if (_start)
        {
          for (size_t i = 0; i < oldSize; ++i)
            tmp[i] = _start[i];
        }
        _start = tmp;
        _finish = _start + oldSize;
        _endOfStorage = _start + n;
      }
    }

    void resize(size_t n, const T& value = T())
    {
      // 1.如果n小于当前的size，则数据个数缩小到n
      if (n <= size())
      {
        _finish = _start + n;
        return;
      }
      // 2.空间不够则增容
      if (n > capacity())
        reserve(n);
      // 3.将size扩大到n
      iterator it = _finish;
      _finish = _start + n;
      while (it != _finish)
      {
        *it = value;
        ++it;
      }
    }


    ///////////////access///////////////////////////////

    T& operator[](size_t pos){ return _start[pos]; }

    const T& operator[](size_t pos)const{ return _start[pos]; }



    ///////////////modify/////////////////////////////

    void push_back(const T& x){ insert(end(), x); }

    void pop_back(){ erase(--end()); }

    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 <= _finish);
      // 空间不够先进行增容
      if (_finish == _endOfStorage)
      {
        //size_t size = size();
        size_t newCapacity = (0 == capacity()) ? 1 : capacity() * 2;
        reserve(newCapacity);
        // 如果发生了增容，需要重置pos
        pos = _start + size();
      }
        iterator end = _finish - 1;
        while (end >= pos)
        {
          *(end + 1) = *end;
          --end;
        }
        *pos = x;
        ++_finish;
        return pos;
      }

    iterator erase(Iterator pos)
    {
      // 挪动数据进行删除
      iterator begin = pos + 1;
      while (begin != _finish) {
        *(begin - 1) = *begin;
        ++begin;
      }
      --_finish;
      return pos;
    }

  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

  };

}