vector的模拟实现
文章目录
-
- 成员变量（源代码）
- vector的代码实现：
- vector模拟实现的原理：
- 流插入代码
- 扩容的问题：
- 解决方法一：
- 迭代器：
- resize（）
- insert（）
- insert和pushback和erase使用以后迭代器失效；
- erase（）
- string类型的顺序表的扩容的浅拷贝问题
- 拷贝构造函数
- 在类里面类型不加
或 类型也可直接写类名 - 迭代器构造函数
- 默认构造函数
- 出现两个n个变量构造函数的原因：
成员变量（源代码）
这里可以看出私有成员变量的本质；
string和vector容器实现的私有变量本质相同；
vector的代码实现：
#include 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
*/
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;
}
}
// 若使用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
// 重新声明迭代器，迭代器区间[first,last)可以是任意容器的迭代器
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
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++;
}
_finish = it;
}
vector<T>& operator=(vector<T> v)
{
swap(v);
return *this;
}
~vector()
{
if (_start)
{
delete[] _start;
_start = _finish = _endOfStorage = nullptr;
}
}
/
// 迭代器相关
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
const_iterator cbegin() const
{
return _start;
}
const_iterator cend() const
{
return _finish;
}
//
// 容量相关
size_t size() const
{
return _finish - _start;
}
size_t capacity() const
{
return _endOfStorage - _start;
}
bool empty() const
{
return _start == _finish;
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
size_t oldSize = size();
// 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？同学们思考下
//if (_start)
// memcpy(tmp, _start, sizeof(T)*size);
if (_start)
{
for (size_t i = 0; i < oldSize; ++i)
tmp[i] = _start[i];
// 3. 释放旧空间
delete[] _start;
}
_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;
}
}
///
// 元素访问
T& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
const T& operator[](size_t pos)const
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
T& front()
{
return *_start;
}
const T& front()const
{
return *_start;
}
T& back()
{
return *(_finish - 1);
}
const T& back()const
{
return *(_finish - 1);
}
/
// vector的修改操作
void push_back(const T& x)
{
insert(end(), x);
}
void pop_back()
{
erase(end() - 1);
}
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;
}
// 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)
{
// 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
};
}
/// /
/// 对模拟实现的vector进行严格测试
void TestBitVector1()
{
bit::vector<int> v1;
bit::vector<int> v2(10, 5);
int array[] = { 1,2,3,4,5 };
bit::vector<int> v3(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
bit::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 TestBitVector2()
{
bit::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;
}
vector模拟实现的原理：
流插入代码
vector容器需要实现流插入代码；直接使用循环就可以实现多个数据的输出和输入；
扩容的问题：
问题出在size（）；
解决方法一：
最优解：
将size存一下；
迭代器：
常迭代器：
const_iterator类别的是const int*p
可以修改指向不可修改内容；
resize（）
这里的代码使用的默认构造函数；c++以后内置类型也设置了构造函数；
insert（）
这里扩容出现失败；使用长度的加法解决问题；
insert和pushback和erase使用以后迭代器失效；
迭代器失效的的原因是；函数的pos指针改变；但是参数pos指针是传值返回pos指针没有改变；
**erase（）**的解决方法：
因为erase（）函数的 返回值是删除位置的下一个位置；所以只要将数据接受就会可以避免迭器失效的问题
原因是insert有可能出现扩容；
erase（）
这里出现了两种情况：
1.连续偶数的数组：原因：删除当前数后；后面的数组自动迁移；指针向后移动一位；那么这里就少判断了一位；
2.末尾为偶数：这种情况it指针将移动到原来的finish位置；再将finish位置向前移动移位；这样while循环的将会报错；两者不相等；
vs只要使用就报错；
string类型的顺序表的扩容的浅拷贝问题
问题：
原因：
这里tmp和_start的字符串的地址相同；
解决方法：
拷贝构造函数
这里不能使用memrcpy；原因：顺序表有自定义类型和内置类型；内置类型可以使用memcpy；自定义类型无法使用；
在类里面类型不加或类型也可直接写类名
不建议使用；
迭代器构造函数
这里的迭代器使用了模板；（类里面也可以使用模板）
默认构造函数
这里要自己写一个默认构造函数：
原因：构造函数已经写了（拷贝构造函数等构造函数）所以系统将不会生成默认构造函数；所以需要自己写；
出现两个n个变量构造函数的原因：
相对于10和0如果没有int类型的构造函数；相对迭代器的匹配度更高；