【C++】vector类的模拟实现（增删查改，拷贝构造，赋值运算，深浅拷贝）

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前言

我们模拟vector是用迭代器（start，end，endofstorage）来控制增删查改操作的

一、 整体

1.命名空间:

namespace simulation {
	template<class T>//定义模板
	class vector {
	public:
		typedef T* iterator;
		typedef const T* const_iterator;
		//
		private:
		iterator _start;
		iterator _finish;
		iterator _endofstorage;
	};
	}

2构造函数：

1普通构造

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

2迭代器构造

template<class InputIterator>
		//【first，last）左闭右开区间
		vector(InputIterator first, InputIterator last) {
			while (first != last) {
				push_back(*first);
				first++;
			}
		}

3初始化字符构造

vector(size_t n, const T& val = T()) {
//const T& val = T()调用T的默认构造的缺省参数
			resize(n, val);
		}

4拷贝构造：

vector(const vector<T>& v) {
			_start = new T[v.capacity()];
			size_t sz = v.size();
			//提前记录下size
			for (size_t i = 0; i < sz; i++) {
				_start[i] = v._start[i];//实行深拷贝
			}
			_finish = _start + sz;
			_endofstorage = _start + v.capacity();
		}

3析构函数

~vector() {
			if (_start) {
				delete[] _start;
				_start = _finish = _endofstorage;
			}
		}

二、成员函数实现

1.大小

1当前大小(size())

//我本身是一个const对象，不可变，所以就需要调用一个const函数，
//但我要是一个非const对象，那么调用非const或者const函数是都都可以的
//这 成员函数加个const，这样const和非const对象都就可以调用了
		size_t size()const    {
			return _finish - _start;
		}

2总体容量(capacity())

size_t capacity() const   {
			return _endofstorage - _start;
		}

2.返回头尾迭代器

1begin（）

       iterator begin() {
			return _start;
		}
		const_iterator begin()const {
			return _start;
		}

2end（）

      iterator end() {
			return _finish;
		}
		const_iterator end()const {
			return _finish;
		}

3【】引用重载：

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

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

4.内存预留（reserve）

	void reserve(size_t n) {
			if (n > capacity()) {
				T* tmp = new T[n];
				size_t sz = size();
		//提前存下size，因为后面start会变动
				
				if (_start) {
					for (size_t i = 0; i < sz; i++) {
						tmp[i] = _start[i];
					}
//这里拷贝原来的数据不用memcpy是因为memcpy是浅拷贝我们vector要的是深拷贝
//所以用for循环调用赋值运算符重载，实现对象的深拷贝
					delete[] _start;
				}
				_start = tmp;
				_finish = _start + sz;
				_endofstorage = _start + n;
			}
		}

5.调整vector的有效长度（resize）

void resize(size_t n, const T& val = T()) {
			//将前n个数据初始化为val
			//从当前已有数据后面开始
			if (n < size()) {
				_finish = _start + n;
				
			}
			else {
				reserve(n);
				while (_finish != _start+n) {
					*_finish = val;
					_finish++;
				}
			}
		}

6.尾插（push_back）

void push_back(const T& x) {
			if (_finish == _endofstorage) {
				//判断是否需要扩容
				size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;
				reserve(newcapacity);
			}
			*_finish = x;
			_finish++;
			//或者insert(--end());
		}

7.在pos插入（insert）

iterator insert(iterator pos, const T& x) {
			assert(pos >= _start && pos <= _finish);
			if (_finish == _endofstorage) {
				size_t len = pos - _start;
				//算出pos的相对位置
				size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity()  
				reserve(newcapacity);
				pos = _start + len;
			}
			iterator end = _finish - 1;
			while (end >= pos) {
				*(end + 1) = *end;
				--end;
			}
			*pos = x;
			++_finish;
			return pos;
		}

8.删除pos位置（erase）

iterator erase(iterator pos) {
			assert(pos >= _start && pos < _finish);
			iterator it = pos + 1;
			//将pos后面的数据朝前覆盖
			while (it != _finish) {
				*(it - 1) = *it;
				++it;
			}
			_finish--;
			return pos;
		}

9.赋值运算符重载

void swap(vector<T>& v) {
			std::swap(_start, v._start);
			std::swap(_finish, v._finish);
			std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
		}
		vector& operator=(vector<T>  v) {
			swap(v);
			//创建一个临时对象，临时对象为v的拷贝
			//交换this与v的数据，出了作用域以后
			//this获得新的数据，临时对象v出作用域销毁
			return *this;
		}

深浅拷贝问题（reserve）：