STL——vector与迭代器
文章目录
- 前言：
- vector与数组
- 迭代器---“通用指针"
-
- 迭代器的本质
- 迭代器的分类
- 迭代器失效
- vector功能复写
-
- 成员变量
- 构造函数
-
- 默认构造函数
- 自定义的构造函数
- 拷贝构造函数
- 赋值运算符
- size()
- capacity()
- operator[]
- begin()
- end()
- reserve()
- resize()
- push_back()
- pos_back()
- insert()
- erase()
- find(）
- 全部代码
前言：
- 博主收集的资料New Young，连载中。
- 博主收录的问题:New Young
- 转载请标明出处：New Young
vector与数组
vector在底层是一种类似数组的C++类模板，因此vector容器一但实例化其大小是不变的，但是容器中指向堆上的元素对象是动态变化的，支持“增删查改"，同数组一样对于插入，insert的效率是很低的
迭代器—“通用指针"
迭代器的本质
- 循环的控制方式有2种：标志控制(while),计数控制(for),而迭代器将这2种循环方式的统一为一种控制方式—迭代器控制—“通用指针"
- 为什么称迭代器为指针，因为其的行为和指针非常相似，另外不同容器的迭代器类型是不同的，因此这里的“通用"是一种概念上的通用
- 几乎所有的的泛型容器和泛型算法都使用迭代器来访问对象
迭代器的分类
| 迭代器 | 功能 | |
|---|---|---|
| Input_iterator–输入迭代器 | 只提高读操作 | |
| Output_iterator–输出迭代器 | 只提高写操作 | |
| Forward_iterator–单向迭代器 | 只能向前访问下一元素，不能向后访问，支持++ | |
| Bidirectional_iterator–双向迭代器 | 双向访问迭代器，支持++与– | |
| Random_iterator–随机迭代器 | 可以随机访问对象中的每一个元素，支持++，-,+,–等运算 |
从表中可以得出，功能更全的迭代器是支持向功能少的迭代器支持的接口进行传参的
迭代器失效
-
迭代器失效指的是：当容器底层发生变化，原来的迭代器可能由于元素存储位置的变动，成为野指针或者后续的迭代器不在指向准确的数据。
-
常见的引发操作：insert()时的扩容，erase（）的缩容，clear（），remove()等
-
解决方法：及时的更新迭代器并通过返回值得到正确的指向下一个元素的
vector功能复写
成员变量
typedef T* iterator;
iterator _start;
iterator _finish;
iterator _end_of_storage;
构造函数
默认构造函数
vector()
:_start(nullptr), _finish(nullptr), _end_of_storage(nullptr)
{}
自定义的构造函数
vector支持通过迭代器区间来初始化对象
template
vector(inputIterator first, inputIterator last)
:_start(nullptr), _finish(nullptr), _end_of_storage(nullptr)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
拷贝构造函数
vector(const vector& v)//提前初始化成员，防止delete随机值
: _start(nullptr),
_finish(nullptr),
_end_of_storage(nullptr)
{
vector tmp(v.begin(), v.end());
std::swap(_start, tmp._start);
std::swap(_finish, tmp._finish);
std::swap(_end_of_storage, tmp._end_of_storage);
}
赋值运算符
//现代写法
vector& operator=(vectorv)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);
}
size()
size_t size()const
{
return _finish - _start;
}
capacity()
size_t capacity()const
{
return _end_of_storage - _start;
}
operator[]
T& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
const T& operator[](size_t pos)const
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
begin()
typedef T* iterator;
iterator begin()
{
return _start;
}
typedef T* const_iterator;
const_iterator begin()const
{
return _start;
}
end()
typedef T* iterator;
iterator end()
{
return _finish;
}
typedef T* const_iterator;
const_iterator end()const
{
return _finish;
}
reserve()
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
T* tmp = new T[n];
int sz = size();
if (_start != nullptr)
{
//使用memcpy会导致浅拷贝野指针问题
//memcpy(tmp, _start, sizeof(T)*sz);
//使用深拷贝赋值
// 或者定位new
for (size_t i = 0; i < sz; ++i)
{
//调用深拷贝的赋值函数
tmp[i] = _start[i];
}
delete[]_start;
}
_start = tmp;
//注意这里要用旧的size，因为_start改变时，
//finish未变，直接使用size()，可能会出现负的情况
_finish = _start + sz;
_end_of_storage = _start + n;
}
}
resize()
编译器对很多类型包括内置类型都将它们进行了提升，类似一种类，因此int()=0；
void resize(size_t n, const T& value = T())
{
if (n < size())
{
_finish = _start + n;
}
else
{
if (n > capacity())
{
reserve(n);
}
//初始化大于size()的空间
for (size_t i = size(); i < n; ++i)
{
_start[i] = value;
}
_finish = _start + n;
_end_of_storage = _start + n;
}
}
push_back()
void push_back(const T& value)
{
if (_finish == _end_of_storage)
{
reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
}
*_finish = value;
++_finish;
}
pos_back()
void pop_back()
{
assert(_finish > _start);
--_finish;
}
insert()
如果inisrt中发生了扩容导致pos指向的空间被释放
又pos本身是一个指针，这就成了对野指针的操作是非法的----迭代器失效
iterator insert(iterator pos,const T& value)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finish);
//扩容会导致pos失效，需要更新pos
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t len = pos - _start;
reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
pos = _start + len;
}
iterator end = _finish;
while (end > pos)
{
*(end) = *(end - 1);
--end;
}
*pos = value;
++_finish;
return pos;
}
erase()
//不同版本的erase可能会 异地 缩容，因此要返回一个
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos < _finish);
iterator begin = pos + 1;
while (begin < _finish)
{
*(begin - 1) = *(begin);
++begin;
}
--_finish;
return pos;
}
find(）
template
InputIterator find (InputIterator first, InputIterator last, const T& val)
{
while (first!=last) {
if (*first==val) return first;
++first;
}
return last;
}
全部代码
Vector.h
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
namespace My_Vet
{
template
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
typedef T* const_iterator;
const_iterator begin()const
{
return _start;
}
const_iterator end()const
{
return _finish;
}
vector()
:_start(nullptr), _finish(nullptr), _end_of_storage(nullptr)
{}
//传统写法
/*vector(const vector& v)
{
T* tmp = new [v.size()*sizeof(T)];
delete[]_start;
_start = tmp;
_finish = tmp + v.size();
_end_of_storage = tmp + v.capacity();
//传统写法要考虑浅拷贝问题
//memcpy(_start, v._start, sizeof(T)*v.size());
for(size_t i =0;i
vector(inputIterator first, inputIterator last)
:_start(nullptr), _finish(nullptr), _end_of_storage(nullptr)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
vector(const vector& v)//提前初始化成员，防止delete随机值
: _start(nullptr),
_finish(nullptr),
_end_of_storage(nullptr)
{
vector tmp(v.begin(), v.end());
std::swap(_start, tmp._start);
std::swap(_finish, tmp._finish);
std::swap(_end_of_storage, tmp._end_of_storage);
}
//现代写法
vector& operator=(vectorv)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);
}
size_t size()const
{
return _finish - _start;
}
size_t capacity()const
{
return _end_of_storage - _start;
}
T& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
const T& operator[](size_t pos)const
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
T* tmp = new T[n];
int sz = size();
if (_start != nullptr)
{
//使用memcpy会导致浅拷贝野指针问题
//memcpy(tmp, _start, sizeof(T)*sz);
//使用深拷贝赋值
// 或者定位new
for (size_t i = 0; i < sz; ++i)
{
//调用深拷贝的赋值函数
tmp[i] = _start[i];
}
delete[]_start;
}
_start = tmp;
//注意这里要用旧的size，因为_start改变时，
//finish未变，直接使用size()，可能会出现负的情况
_finish = _start + sz;
_end_of_storage = _start + n;
}
}
//编译器对很多类型包括内置类型都将它们进行了提升，类似一种类，因此int()=0；
void resize(size_t n, const T& value = T())
{
if (n < size())
{
_finish = _start + n;
}
else
{
if (n > capacity())
{
reserve(n);
}
//初始化大于size()的空间
for (size_t i = size(); i < n; ++i)
{
_start[i] = value;
}
_finish = _start + n;
_end_of_storage = _start + n;
}
}
void push_back(const T& value)
{
if (_finish == _end_of_storage)
{
reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
}
*_finish = value;
++_finish;
}
void pop_back()
{
assert(_finish > _start);
--_finish;
}
//如果inisrt中发生了扩容导致pos指向的空间被释放
//又pos本身是一个指针，这就成了对野指针的操作是非法的----迭代器失效
iterator insert(iterator pos,const T& value)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finish);
//扩容会导致pos失效，需要更新pos
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t len = pos - _start;
reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
pos = _start + len;
}
iterator end = _finish;
while (end > pos)
{
*(end) = *(end - 1);
--end;
}
*pos = value;
++_finish;
return pos;
}
//不同版本的erase可能会 异地 缩容，因此要返回一个
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos < _finish);
iterator begin = pos + 1;
while (begin < _finish)
{
*(begin - 1) = *(begin);
++begin;
}
--_finish;
return pos;
}
~vector()
{
delete[]_start;
_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
//std::cout << "~vector()" << std::endl;
}
//iterator find()
//{
//
//}
private:
iterator _start;
iterator _finish;
iterator _end_of_storage;
};
}