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[C++知识库]模拟实现vector


上一篇博客介绍了vector的各种功能,这篇博客主要来自己实现一下vector的一些常用的功能,实现顺序与上节课介绍顺序相同,仅实现一些常用功能。

大体框架

vector作为能兼容各种数据类型的顺序容器,因此为了实现兼容各种数据类型,这里需要使用模板来定义数据,代码如下:

template<class T>
	class vector
	{
	public:
		typedef T* iterator;
		typedef const T* const_iterator;
	private:
		iterator _start;
		iterator _finish;
		iterator _endofstorage;
	};

默认成员函数

构造函数

		vector()//构造函数
			:_start(NULL)
			,_finish(NULL)
			,_endofstorage(NULL)
		{

		}

拷贝构造

这里的拷贝构造和string类似,有两种写法:
传统写法:

		vector(const vector<T>& v)//拷贝构造 传统写法
		{
			_start = new T[v.capacity()];
			_finish = _start + v.size();
			_endofstorage = _start + v.capacity();
			memcpy(_start, v._start, v.size() * sizeof(T));
		}

使用现代写法前,我们需要先写一个使用迭代器进行构造的构造函数以及交换函数

		template<class InputIterator>//一个类模板的成员函数又可以是一个函数模板
		vector(InputIterator first, InputIterator last)
			:_start(nullptr)
			,_finish(nullptr)
			,_endofstorage(nullptr)
		{
			while (first != last)
			{
				push_back(*first);
				first++;
			}
		}

		void swap(vector<int>& v)
		{
			std::swap(_start, v._start);
			std::swap(_finish, v._finish);
			std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
		}

现代写法的拷贝构造如下:

		vector(const vector<T>& v)
			:_start(nullptr)
			, _finish(nullptr)
			, _endofstorage(nullptr)//避免tmp交换后变为随机值
		{
			vector<T> tmp(v.begin(), v.end());
			swap(tmp);
			//swap(_start, tmp._start);
			//swap(_finish, tmp._finish);
			//swap(_endofstorage, tmp._endofstorage);
		}

这里可以看到如果不自己先实现vector的交换函数的话,自己一步一步交换也可以,但是为了代码的复用性考虑,可以写一份,以便后面使用。

operator=

		vector<T>& operator=(vector<T> v)//赋值重载
		{
			swap(v);
			//swap(_start, v._start);
			//swap(_finish, v._finish);
			//swap(_endofstorage, v._endofstorage);
			return *this;
		}

析构函数

		~vector()//析构函数
		{
			if (_start)
			{
				delete[] _start;
				_start = _finish = _endofstorage = nullptr;
			}
		}

迭代器操作

begin/end

这里分别实现了begin和end的普通版本和const版本

		iterator begin()
		{
			return _start;
		}

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

		const_iterator end() const
		{
			return _finish;
		}

容量操作

size

		size_t size() const
		{
			return _finish - _start;
		}

reserve

这里可以先实现reverse,resize中的扩容可以复用reverse,reverse的原则是指定大小比当前容量小时不做处理,比当前容量大时,进行扩容。
这里需要注意一下的是这个的size前后是不一样的,因此需要先将size保存一份下来。

		void reserve(size_t n)
		{
			if (n > capacity())
			{
				size_t sz = size();
				T* tmp = new T[n];
				if (_start != NULL)
				{
					//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());
					for (size_t i = 0; i < sz; ++i)
					{
						tmp[i] = _start[i];
					}
					delete[] _start;
				}
				_start = tmp;
				_finish = _start + sz;
				_endofstorage = _start + n;
			}
		}

resize

		void resize(size_t n, const T& val = T())//用const引用修饰的匿名对象可以延长匿名对象的生命周期,一直到该引用变量结束的时候
		{
			if (n < size())
			{
				_finish = _start + n;
			}
			else
			{
				if (n > capacity())
				{
					reserve(n);
				}
				while (_finish != _start + n)
				{
					*_finish = val;
					++_finish;
				}
			}
		}

capacity

返回容量大小,直接使用两个迭代器指针相减即可。

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

访问成员

operator[]

这里需要实现两个版本,普通版本和const版本

		const T& operator[](size_t x) const 
		{
			return *(_start + x);
		}

		T& operator[](size_t x)
		{
			return *(_start + x);
		}

增删查改

push_back

尾插直接插入即可,需要判断一下是否需要扩容

		void push_back(const T& x)
		{
			if (_finish == _endofstorage)
			{
				reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
			}
			*_finish = x;
			_finish++;
		}

pop_back

		void pop_back()
		{
			assert(_finish > _start);
			--_finish;
		}

insert

这里的insert和下面的erase需要注意的是,在中间位置的插入删除,可能会引起迭代器失效,即原先的迭代器指向的空间位置发生变化,因此需要返回迭代器指针。

		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;
		}

erase

和insert类似,注意迭代器失效问题即可

		iterator erase(iterator pos)
		{
			assert(pos >= _start);
			assert(pos <= _finish);
			iterator begin = pos + 1;
			while (begin < _finish)
			{
				*(begin - 1) = *begin;
				begin++;
			}
			--_finish;
			return pos;
		}
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加:2022-04-22 18:17:37  更:2022-04-22 18:19:24 
 
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