一、vector的介绍及使用
1.1 vector的介绍
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。
1.2 vector的使用
1.2.1. vector的定义
| (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 |
// vector的构造
int TestVector1()
{
// 构造空的int类型vector
vector<int> first;
// 构造含有4个值为100的int类型vector
vector<int> second(4, 100);
// 使用迭代器从第二个vector构造第三个vector
vector<int> third(second.begin(), second.end());
// 使用拷贝构造函数构造第四个vector，与第三个vector相同
vector<int> fourth(third);
// 使用数组初始化构造第五个vector
int myints[] = { 16,2,77,29 };
vector<int> fifth(myints, myints + sizeof(myints) / sizeof(int));
// 使用迭代器遍历打印第五个vector的元素
cout << "The contents of fifth are:";
for (vector<int>::iterator it = fifth.begin(); it != fifth.end(); ++it)
cout << ' ' << *it;
cout << '\n';
return 0;
}
1.2.2. vector iterator 的使用
| iterator的使用 | 接口说明 |
| begin + end（重点） | 获取第一个数据位置的iterator/const_iterator， 获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator |
| rbegin + rend | 获取最后一个数据位置的reverse_iterator，获取第一个数据前一个位置的 reverse_iterator |
// vector的迭代器
void PrintVector(const vector<int>& v)
{
// 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;
}void TestVector2()
{
// 创建一个空的int类型vector
vector<int> v;
// 将1,2,3,4依次插入vector中
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
// 使用迭代器遍历打印vector中的元素
vector<int>::iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
// 使用迭代器修改vector中的元素
it = v.begin();
while (it != v.end())
{
*it *= 2;
++it;
}
// 使用反向迭代器遍历打印vector中的元素
auto rit = v.rbegin();
while (rit != v.rend())
{
cout << *rit << " ";
++rit;
}
cout << endl;
// 使用const迭代器遍历打印vector中的元素
PrintVector(v);
} 
1.2.3. vector 空间增长问题
| 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 |
- 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。 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。
- 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。
- resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size。
// vector的resize 和 reserve
void TestVector3()
{
vector<int> v;
// 向vector中添加1到10的元素
for (int i = 1; i < 10; i++)
v.push_back(i);
// 将vector的大小调整为5
v.resize(5);
// 在vector末尾添加3个值为100的元素
v.resize(8, 100);
// 将vector的大小调整为12，并在多出的元素位置使用默认值进行填充
v.resize(12);
// 遍历打印vector中的元素
cout << "v contains:";
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
cout << ' ' << v[i];
cout << '\n';
}
// vector的默认扩容机制
void TestVectorExpand()
{
size_t sz;
vector<int> v;
sz = v.capacity();
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';
}
}
}
// vector的预留空间
void TestVectorExpandOP()
{
vector<int> v;
size_t sz = v.capacity();
v.reserve(100); // 提前将容量设置好，可以避免一边插入一边扩容
cout << "making bar 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';
}
}
} 
1.2.4. 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。（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 |
// vector的增删改查
void TestVector4()
{
vector<int> v;
// 尾部插入1,2,3,4
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
// 使用迭代器遍历打印vector中的元素
auto it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
// 尾部删除2个元素
v.pop_back();
v.pop_back();
// 使用迭代器遍历打印vector中的元素
it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
// vector的任意位置插入和删除以及查找
void TestVector5()
{
vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 };
// 在指定位置前插入值为30的元素，比如：3之前插入30,如果没有则不插入
auto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
if (pos != v.end())
{
v.insert(pos, 30);
}
// 使用迭代器遍历打印vector中的元素
vector<int>::iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
// 删除指定位置的元素
pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
v.erase(pos);
// 使用迭代器遍历打印vector中的元素
it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
1.2.5.vector 迭代器失效问题（重点）
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)。
// 使用下标和范围for遍历vector
void TestVector6()
{
vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 };
// 使用下标方式读写第0个位置的元素
v[0] = 10;
cout << v[0] << endl;
// 使用下标方式遍历打印vector中的元素
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;
cout << "swapv data:";
auto it = swapv.begin();
while (it != swapv.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
// 使用范围for遍历vector中的元素
for (auto x : v)
cout << x << " ";
cout << endl;
}
通过调用
swapv.swap(v)，将v和swapv交换。此时v中不再包含任何元素，而swapv中包含了原先v中的所有元素。再次遍历打印
v中的所有元素时，由于v已经为空，因此没有任何输出。
对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有：
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;
}
在给定的代码中，当我们对vector进行`v.assign(100, 8)`操作时，将vector重新赋值为一个包含100个值为8的元素的vector。这个操作可能引起vector的底层容量改变，导致之前的迭代器`it`指向的旧空间被释放。
在while循环中，当我们尝试通过迭代器`it`访问vector中的元素时，实际上我们正在访问已经被释放的内存空间，这会导致运行时错误。
要解决问题，可以在进行任何可能引起vector扩容或重新分配内存的操作后,重新初始化迭代器`it`，以确保它指向vector中的有效元素.例如，在`v.assign(100, 8)`后添加以下语句：
it = v.begin();
这样就会将迭代器`it`重新指向vector的开始位置，从而避免访问已释放的内存空间导致的错误。
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
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
// 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;
}
这段代码存在一个问题，即在调用`v.reserve(100);`进行扩容后，迭代器`it`将变得无效。这是因为扩容操作可能会导致重新分配内存空间，并将元素复制到新的内存位置上。迭代器指向旧的内存位置，因此在使用迭代器遍历时会导致未定义的行为。
在这种情况下，应该避免在扩容后继续使用之前的迭代器。如果确实需要在扩容后进行遍历操作，应该在扩容之前先将迭代器转化为索引，然后在扩容之后重新获取迭代器。
// 在扩容之后重新获取迭代器 auto it = v.begin();
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。要解决这个问题，我们应该在使用迭代器之前检查它是否仍然有效。我们可以使用
pos != v.end()来检查迭代器是否已经到达vector的末尾。
以下代码的功能是删除vector中所有的偶数，请问那个代码是正确的，为什么？
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
int main() {
vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 };
auto it = v.begin();
while (it != v.end()) {
if (*it % 2 == 0)
v.erase(it);
++it;
}
return 0;
}
int main() {
vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 };
auto it = v.begin();
while (it != v.end()) {
if (*it % 2 == 0)
it = v.erase(it);
else
++it;
}
return 0;
}第二个代码是正确的，原因如下：
在第一个代码中，当删除一个偶数时，迭代器
it会失效，然后我们尝试通过++it来访问下一个元素，这将导致未定义的行为。因此，第一个代码是不正确的。在第二个代码中，当删除一个偶数时，使用
it = v.erase(it)来同时删除当前元素并更新迭代器。这样做可以保证迭代器仍然指向vector中的有效元素，并且在下一次循环时正确地指向下一个元素。
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;
}这段代码存在一个问题，即在调用
v.reserve(100);进行扩容后，迭代器it将变得无效。这是因为扩容操作可能会导致重新分配内存空间，并将元素复制到新的内存位置上。迭代器指向旧的内存位置，因此在使用迭代器遍历时会导致未定义的行为。在这种情况下，应该避免在扩容后继续使用之前的迭代器。如果确实需要在扩容后进行遍历操作，应该在扩容之前先将迭代器转化为索引，然后在扩容之后重新获取迭代器。
修正后的代码如下:
#include <iostream> using namespace std; #include <vector> int main() { vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5 }; for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) cout << v[i] << " "; cout << endl; cout << "扩容之前，vector的容量为: " << v.capacity() << endl; v.reserve(100); cout << "扩容之后，vector的容量为: " << v.capacity() << endl; // 在扩容之后重新获取迭代器 auto it = v.begin(); while (it != v.end()) { cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; return 0; }
// 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;
}在使用 erase 函数删除元素后，迭代器 it 已经无效，再对其进行 ++it 操作会导致程序崩溃。
为了解决这个问题，可以将 ++it 的操作放在 if 语句内部，用
it = v.erase(it)来更新迭代器，以确保迭代器指向容器中的有效元素,只有在删除奇数元素时才执行 ++it 操作。修改后的代码如下：#include <iostream> #include <vector> int main() { vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5}; auto it = v.begin(); while (it != v.end()) { if (*it % 2 == 0) { it = v.erase(it); } else { ++it; } } for (auto e : v) cout << e << " "; cout << endl; return 0; }
3.与vector类似，string在插入+扩容操作+erase之后，迭代器也会失效
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;
}
}
这段代码中存在两个问题。
- 首先，如果在循环中对字符串
s进行扩容（例如使用s.resize(20, '!')），那么迭代器it将会失效。因为扩容后，内存重新分配，原来的字符存储位置已经释放，迭代器指向的是无效的内存地址。所以在后续打印时，访问失效的迭代器会导致程序崩溃。- 其次，在循环中调用
s.erase(it)后，迭代器it的位置会被移动到被删除元素的下一个位置，而++it会将it移动到下一个位置，导致迭代器跳过一个元素。因此，由于 erase 函数返回下一个有效的迭代器，无需自增迭代器。修复后的代码如下：
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, '!'); // 如果需要 resize，需重新获取迭代器之后进行 it = s.begin(); 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; // 不需要再自增迭代器，erase 函数会返回下一个有效的迭代器 } }
二、vector深度剖析及模拟实现
2.1 std::vector的核心框架接口的模拟实现bit::vector
#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <assert.h>
namespace abc {
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;
///
// 构造和销毁
vector()
: _start(nullptr) // 指向数组中的第一个元素
, _finish(nullptr) // 指向最后一个实际元素的下一个位置
, _endOfStorage(nullptr) // 指向数组空间的最后一个位置的下一个位置。它表示当前 vector 实际占用的内存空间的末尾后面的一段空间，也就是还没有被分配给 vector 的空间。当 _finish 等于 _endOfStorage 的时候，说明当前 vector 已经占用了全部内存空间，此时如果需要再添加元素，就需要扩容，即重新分配更大的内存空间。
{}
// 构造函数1：创建一个大小为n的vector，并将每个元素初始化为value
vector(size_t n, const T& value = T())
: _start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endOfStorage(nullptr) {
reserve(n);
while (n--) {
push_back(value);
}
}
/*
* 理论上将，提供了vector(size_t n, const T& value = T())之后
* vector(int n, const T& value = T())就不需要提供了，但是对于：
* vector<int> v(10, 5);
* 编译器在编译时，认为T已经被实例化为int，而10和5编译器会默认其为int类型
* 就不会走vector(size_t n, const T& value = T())这个构造方法，
* 最终选择的是：vector(InputIterator first, InputIterator last)
* 因为编译器觉得区间构造两个参数类型一致，因此编译器就会将InputIterator实例化为int
* 但是10和5根本不是一个区间，编译时就报错了
* 故需要增加该构造方法
*/
//构造函数2：创建一个大小为n的vector，并将每个元素初始化为value
vector(int n, const T& value = T())
: _start(new T[n])
, _finish(_start + n)
, _endOfStorage(_finish) {
for (int i = 0; i < n; ++i) {
_start[i] = value;
}
}
// 构造函数3：使用iterator做迭代器，会导致初始化的迭代器区间[first,last)只能是vector的迭代器
/* InputIterator 是一个泛型类型参数，它表示输入迭代器。迭代器为指向容器中元素的指针提供了抽象接口。输入迭代器是一种迭代器类型，它允许读取容器中的元素，但不允许修改它们。该构造函数的具体实现是，将迭代器 [first, last) 区间内的元素一个一个地逐个插入到 vector 容器的末尾，使用 push_back() 函数实现。由于该构造函数是一个模板函数，因此可以适用于不同类型的容器，例如 std::vector、std::list 等等。
*/
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last) {
while (first != last) {
push_back(*first);
++first;
}
}
// 拷贝构造函数
vector(const vector<T>& v)
: _start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endOfStorage(nullptr) {
reserve(v.capacity());
iterator it = begin();
const_iterator vit = v.cbegin();
while (vit != v.cend()) {
*it++ = *vit++; // 将v中的元素复制到新的vector中
}
_finish = it; // 更新_finish指针
}
// 赋值运算符重载
vector<T>& operator=(vector<T> v) {
swap(v); // 交换当前vector和临时vector的内容
return *this;
}
// 析构函数
~vector() {
if (_start) {
delete[] _start; // 释放内存
_start = _finish = _endOfStorage = nullptr;
}
}
/
// 迭代器相关
iterator begin() {
return _start; // 返回指向数组中的第一个元素的迭代器
}
iterator end() {
return _finish; // 返回指向最后一个实际元素的下一个位置的迭代器
}
const_iterator cbegin() const {
return _start; // 返回指向数组中的第一个元素的常量迭代器
}
const_iterator cend() const {
return _finish; // 返回指向最后一个实际元素的下一个位置的常量迭代器
}
//
// 容量相关
size_t size() const {
return _finish - _start; // 返回vector中实际元素的个数
}
size_t capacity() const {
return _endOfStorage - _start; // 返回vector当前分配的内存空间的容量
}
bool empty() const {
return _start == _finish; // 返回vector中实际
}
void reserve(size_t n) {
if (n > capacity()) {
size_t oldSize = size(); // 返回vector中实际
// 1. 开辟新空间
T* tmp = new T[n];
// 2. 拷贝元素
// 这里直接使用memcpy会有问题吗？
//if (_start)
// memcpy(tmp, _start, sizeof(T)*size);
//可能会有问题，因为 memcpy 函数是按字节进行拷贝的，而不是按类型进行拷贝的。如果 vector 中存储的是自定义类型，且该类型含有指针等成员变量，直接使用 memcpy 复制内存会存在指针地址不正确的问题，导致程序出错或崩溃。
if (_start) {
for (size_t i = 0; i < oldSize; ++i)
tmp[i] = _start[i]; // 将旧的元素复制到新的内存空间中
// 3. 释放旧空间
delete[] _start;
}
//重新赋值
_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; // 将_finish指针调整为第n个元素的位置
return;
}
// 2.空间不够则增容
if (n > capacity())
reserve(n);
// 3.将size扩大到n
iterator it = _finish; // 迭代器it指向实际元素的最后一个位置
_finish = _start + n; // 将_finish指针调整为第n个元素的位置
while (it != _finish) {
*it = value; // 对新增的元素进行赋值，使用默认值value
++it;
}
}
///
// 元素访问
// 访问指定下标的元素，返回引用
T& operator[](size_t pos) {
assert(pos < size()); // 断言确保pos在有效范围内
return _start[pos];
}
// 访问指定下标的元素，返回const引用
const T& operator[](size_t pos)const {
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
// 返回第一个元素的引用，即下标为0的元素
T& front() {
return *_start;
}
// 返回第一个元素的const引用，即下标为0的元素
const T& front()const {
return *_start;
}
// 返回最后一个元素的引用，即下标为size()-1的元素
T& back() {
return *(_finish - 1);
}
// 返回最后一个元素的const引用，即下标为size()-1的元素
const T& back()const {
return *(_finish - 1);
}
/
// vector的修改操作
void push_back(const T& x) {
insert(end(), x); // 在 end() 的位置插入元素x
}
void pop_back() {
erase(end() - 1); // 删除 end()-1 的位置上的元素
}
// 交换当前 vector 和给定 vector 中的元素
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);
// 本质pos扩容后失效了,扩容要更新一下pos的值
pos = _start + size();
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos) {
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
++_finish;
return pos;
}
// 返回删除数据的下一个数据
// 方便解决:一边遍历一边删除的迭代器失效问题
iterator erase(iterator pos) {
// 向前挪动数据进行删除
iterator begin = pos + 1;
while (begin != _finish) {
*(begin - 1) = *begin;
++begin;
}
--_finish; // 更新 _finish 指针
return pos; // 返回指向下一个元素的迭代器
}
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
};
}
/// /
/// 对模拟实现的vector进行严格测试
void TestAbcVector1() {
abc::vector<int> v1;
abc::vector<int> v2(10, 5);
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
abc::vector<int> v3(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0])); // 从数组中构造 vector
abc::vector<int> v4(v3);
for (size_t i = 0; i < v2.size(); ++i) {
cout << v2[i] << " ";
}
cout << endl;
auto it = v3.begin();
while (it != v3.end()) {
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
for (auto e : v4) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
void TestAbcVector2() {
abc::vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
cout << v.size() << endl;
cout << v.capacity() << endl;
cout << v.front() << endl;
cout << v.back() << endl;
cout << v[0] << endl;
for (auto e : v) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
v.pop_back();
v.pop_back();
for (auto e : v) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
v.insert(v.begin(), 0);
for (auto e : v) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
v.erase(v.begin() + 1);
for (auto e : v) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
TestAbcVector1();
TestAbcVector2();
return 0;
} 
2.2 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：
- 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。
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。
2.3 动态二维数组理解
void printYanghuiTriangle(const abc::vector<abc::vector<int>>& vv) {
size_t n = vv.size();
for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
for (size_t j = 0; j <= i; ++j) {
std::cout << vv[i][j] << " ";
}
std::cout << std::endl;
}
}
// 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>
abc::vector<abc::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];
}
}
printYanghuiTriangle(vv);
}abc::vector<abc::vector<int>> vv(n); 构造一个vv动态二维数组，vv中总共有n个元素，每个元素都是vector类 型的，每行没有包含任何元素，如果n为5时如下所示：
使用标准库中vector构建动态二维数组时与上图实际是一致的。
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