准备
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编程环境：vs2013
所示代码：码源
文章目录
前言
本文将讲解vector的相关知识！！！
提示：以下是本篇文章正文内容
一、vector的介绍和使用
1.1vector的介绍
- vector是一个可变大小数组的序列容器。
- 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。
- 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。
1.2vector的使用
1.2.1vector的使用
| iterator的使用 | 接口函数说明 |
|---|---|
| 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_iterato |
| 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_iterato |
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
//遍历
//下标
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
{
v[i] += 1;
cout << v[i] << " ";
}
cout << endl;
//
vector<int>::iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
*it -= 1;
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
1.2.2vector增长问题
| 容量空间 | 接口说明 |
|---|---|
| size | 获取数据大小 |
| capacity | 获取容器大小 |
| clear | 清空数据 |
| resize | 改变vector容器size的大小 |
| reverse | 改变vector容器capacity的大小 |
| empty | 判断是否为空 |
1.2.3vector的增删查改
| vector的增删查改 | 接口说明 |
|---|---|
| push_back | 尾插 |
| pop_back | 尾删 |
| find | 查找 |
| insert | 指定位置插入 |
| erase | 指定位置删除 |
二、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)
2.1增容导致失效
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
int main()
{
vector<int> v{1,2,3,4,5,6};
auto it = v.begin();
//v发生了扩容it这里就是一个野指针
//下面在遍历数组的时候it就是对一块未知的空间进行解引用
v.assign(100, 8);
while(it != v.end())
{
cout<< *it << " " ;
++it;
}
cout<<endl;
return 0;
}
2.2指定位置元素的删除
#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;
}
三、vector的深度剖析和模拟实现
3.1实现原理（图解）
3.2vector的深度剖析
拷贝构造函数和赋值的传统和现代写法详解！！！！
这里只需要浅拷贝。
//v2(v1)
//传统写法
/* vector(const vector<T>& v)
{
_start = new T[v.capacity()];
_finish = _start + v.size();
_endofstorage = _start + v.capacity();
memcpy(_start.v._start, v.size() * sizeof(T));
}*/
//一个类模板的成员函数，又可以是一个函数模板
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endofstorage(nullptr)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
void swap(vector<T>& v)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
}
//v2(v1)
//现代写法
//vector(const vector& v)
vector(vector<T>& v)//推荐使用
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endofstorage(nullptr)
{
vector<T> tmp(v.begin(),v.end());
swap(tmp);
}
//v1 = v3
//现代写法
//vector& operator(vector v)
vector<T>& operator=(vector<T> v)//推荐使用
{
swap(v);
return *this;
}
3.3模拟实现
#pragma once
#include<iostream>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
using namespace std;
namespace wzd
{
template<class T>
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
vector()
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endofstorage(nullptr)
{}
//v2(v1)
//传统写法
/* vector(const vector<T>& v)
{
_start = new T[v.capacity()];
_finish = _start + v.size();
_endofstorage = _start + v.capacity();
memcpy(_start.v._start, v.size() * sizeof(T));
}*/
//一个类模板的成员函数，又可以是一个函数模板
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endofstorage(nullptr)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
void swap(vector<T>& v)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
}
//v2(v1)
//现代写法
//vector(const vector& v)
vector(vector<T>& v)//推荐使用
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endofstorage(nullptr)
{
vector<T> tmp(v.begin(),v.end());
swap(tmp);
}
//v1 = v3
//现代写法
//vector& operator(vector v)
vector<T>& operator=(vector<T> v)//推荐使用
{
swap(v);
return *this;
}
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
T& operator[](size_t i)
{
assert(i < size());
return _start[i];
}
size_t size()
{
return _finish - _start;
}
size_t capacity()
{
return _endofstorage - _start;
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
size_t sz = size();
T* tmp = new T[n];
if (_start)
{
memcpy(tmp, _start, sizeof(T)*size());
delete[] _start;
}
_start = tmp;
_finish = _start + sz;
_endofstorage = _start + n;
}
}
void resize(size_t n, const T& val = T())
{
if (n < size())
{
_finish = _start + n;
}
else
{
if (n > capacity())
{
reserve(n);
}
while (_finish != _start + n)
{
*_finish = val;
++_finish;
}
}
}
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finish);
//满了就扩容
if (_finish == _endofstorage)
{
//扩容会导致pos失效，扩容需要更新一下pos
size_t len = pos - _start;
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
pos = _start + len;
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
end--;
}
*pos = x;
++_finish;
return pos;
}
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos < _finish);
iterator begin = pos + 1;
while (begin < _finish)
{
*(begin - 1) = *begin;
begin++;
}
--_finish;
return pos;
}
void push_back(const T& x)
{
if (_finish == _endofstorage)
{
//扩容
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
}
*_finish = x;
++_finish;
}
void pop_back()
{
assert(_finish > _start);
--_finish;
}
private:
iterator _start;
iterator _finish;
iterator _endofstorage;
};
void test_vector1()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
v.push_back(6);
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
{
std::cout << v[i] << " ";
}
std::cout << std::endl;
vector<int>::iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
std::cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
void test_vector3()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
vector<int> v2(v1);
for (auto e : v2)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
vector<int> v3;
v3.push_back(10);
v3.push_back(20);
v3.push_back(30);
v1 = v3;
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
void test_vector4()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
vector<int>::iterator it = find(v1.begin(), v1.end(), 2);
if (it != v1.end())
{
// 如果insert中发生了扩容，那么会导致it指向空间被释放
// it本质就是一个野指针，这种问题，我们就叫迭代器失效
v1.insert(it, 20);
}
for (auto e: v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
void test_vector5()
{
//三种场景去测试
//1 2 3 4 5 -> 正常
//1 2 3 4 ->崩溃
//1 2 4 5 ->没有删除完
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
//要求删除v1所有的偶数
vector<int>::iterator it = v1.begin();
/* while (it != v1.end())
{
if(*it % 2 == 0)
{
v1.erase(it);
}
++it;
}
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;*/
while (it != v1.end())
{
if(*it % 2 == 0)
{
v1.erase(it);
}
else
{
++it;
}
}
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
}
结语
希望本篇文章能给各位带来帮助，如有不足还请指正！！！
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