STL源码剖析学习四：vector

最新推荐文章于 2025-09-09 20:07:09 发布

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#数据结构与算法

本文详细介绍了vector容器的特点和使用方法，包括其动态空间管理机制、迭代器类型及数据结构等。此外，还介绍了vector的构造与管理过程，特别是如何通过push_back方法进行元素的添加及其背后的空间扩充机制。

vector和array的使用非常相似，区别是vector是动态空间，

随着新元素的介入，靠内部机制就可以自动扩充空间以容纳新元素

vector的迭代器：
由于vector维护的是一个线性空间，所以可以用普通指针作为迭代器。指针也具备随即存取能力，因此vector提供随机访问迭代器。

vector的数据结构：
线性连续空间。

用start和finish指向目前已经被使用的范围中的头尾，并且以迭代器end_of_storage指向整块连续空间（包括备用空间）的末尾。
vector实际分配的空间一定大于等于需要的空间，以备将来的扩充。capacity的概念。

vector的构造与管理：
vector缺省使用alloc作为空间配置器
并且定义了一个data_allocator为了方便以元素大小为单位配置空间。

vector(size_type n,const T& value)
{
    fill_initialize(n,value);
}
void fill_initialize(size_type n, const T& value)
{
    start = allocate_and_fill(n, value);
    finish = start + n;
    end_of_storage = finish;
}
iterator allocate_and_fill(size_type n, const T& x)
{
    iterator result = data_allocatoe::allocate(n);
    uninitialized_fill_n(result, n, x);
    return result;
}

当我们用push_back插入元素时，先检查是否还有备用空间，如果有则直接在备用空间上构造新元素
如果没有，就扩充空间（重新配置，移动数据，释放原空间）：
1.配置大小为原来的两倍；
2.把原内容拷贝到新的空间中
3.构造新元素并插入
4.析构并释放原vector
5.调整迭代器指向新的vector

所谓动态增加大小并不是在原vector后面增加新的空间，而是以原来的两倍大小开辟新的空间，然后把原内容拷贝过来，然后再构造新的元素，并且释放原空间。
因此任何对于vector的操作，一旦引起空间的重新分配，指向原vector的所有迭代器都会失效。

另外，vector的容量只会自动扩大，不会自动缩小。

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