vector是表示可变大小数组的序列容器。
简单使用
vector接口的使用跟string差不多,功能很多都类似。
常见接口
注意end是指向最后一个数据的下一个位置。
find
find的使用需要包 <algorithm> 头文件
注意上面if语句的判断条件,找不到时,返回值是自己给的last,即上面的v.end()。
insert
insert还可以插入一段迭代区间
vector模板
vector<> 括号里可以是不同的类型,如上面的string,还可以是list,vector等。 如下图:
模拟实现
尾插
上方是错误的模拟。因为_start已经改变了,_finish-_start就不是原本的空间大小了。正确代码如下:
size_t size() { return _finish - _start; } T& operator[](size_t pos) { assert(pos < size()); return _start[pos]; } size_t capacity() { return _endofstorage - _start; } void push_back(const T& val) //传引用效率高 { if (_finish == _endofstorage) { size_t old_size = size(); size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2; T* tmp = new T[newcapacity]; memcpy(tmp, _start, size() * sizeof(T)); delete[] _start; _start = tmp; _finish = tmp + old_size; _endofstorage = tmp + newcapacity; } *_finish = val; ++_finish; }
构造
在不写第三个函数的情况下,当我们想插入10个1构造时,会优先跟函数1匹配,因为他是模板, 而函数2的形参类型有size_t ,因此匹配度没模板的好。为了能够插入10个1进行构造,就需要函数3来进行匹配。没有函数3的情况下,(10u,1)和(10,'a')都会跟函数2匹配。
迭代器失效
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)。
vector中,会引起其底层空间改变的操作,都有可能使迭代器失效,比如:resize、reserve、insert、assign、 push_back等。
迭代器失效解决办法:在使用前,对迭代器重新赋值即可。
插入发生错误的本质是迭代器失效,因为此时pos还指向旧空间,而旧空间已经被释放了。正确代码如下:
void insert(iterator pos, const T& val) { assert(pos >= _start); assert(pos <= _finish); if (_finish == _endofstorage) { size_t len = pos - _start; reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2); //如果扩容了就要更新pos pos = _start + len; } iterator it = _finish - 1; while (it >= pos) { *(it + 1) = *it; --it; } *pos = val; ++_finish; }
另一个问题:
因为要扩容,此时it就是野指针了,要继续使用就得在外面重新更新。要解决这个问题就得在insert形参里面传引用,但是这会引发别的问题,库里面没有去解决这个问题,所以不要使用。
上方删除偶数的操作也是导致迭代器失效。erase删除pos位置元素后,pos位置之后的元素会往前搬移,如果pos刚好是最后一个元素,删完之后pos刚好是end的位置,而end位置是 没有元素的,那么pos就失效了。
库里面的解决方案如上图,erase删除后会返回删除元素的下一个位置,进行更新即可。
上图是修改后的代码。模拟实现的erase也要跟着修改 ,要有返回值,如下图:
使用memcpy拷贝问题
当不需要扩容时,可以正常运行。
如果扩容了,程序就崩了。问题出在memcpy上。
memcpy是按字节一个一个拷贝的。扩容时,开辟了新空间, 然后memcpy就把string拷贝到tmp上。接着delete时,会调用析构函数,此时string就没了,start指向的空间也被销毁了。再让start指向tmp的空间,而tmp空间里的string是浅拷贝,在刚才就没了。即memcpy使vector是深拷贝,但vector的对象string却是浅拷贝。
正确代码:
我们用循环进行赋值即可,赋值时每次都是深拷贝。
结论:如果对象中涉及到资源管理时,千万不能使用memcpy进行对象之间的拷贝,因为memcpy是浅拷贝,否则可能会引起内存泄漏甚至程序崩溃。
void reserve(size_t n) { if (n > capacity()) { T* tmp = new T[n]; size_t old_size = size(); //memcpy(tmp, _start, size() * sizeof(T)); for (size_t i = 0; i < old_size; i++) { tmp[i] = _start[i]; } delete[] _start; _start = tmp; _finish = tmp + old_size; _endofstorage = tmp + n; } }
花括号列表初始化
库里面的vector支持用花括号初始化,其原理如下图:
即隐式类型转换,传引用时,注意临时对象具有常性,需要用const对象。
自己实现:
完整代码
namespace qjh { template<class T> class vector { public: typedef T* iterator; typedef const T* const_iterator; iterator begin() { return _start; } iterator end() { return _finish; } const_iterator begin() const { return _start; } const_iterator end() const { return _finish; } vector() {} //v2(v1) vector(const vector<T>& v) { reserve(v.capacity()); for (auto& e : v) { push_back(e); } } //vector<int> v1 ={1,2,3,4,5}; vector(initializer_list<T> il) { reserve(il.size()); for (auto& e : il) { push_back(e); } } //类模板的成员函数可以是函数模板 //迭代器区间构造,可以是vector的迭代器,也可以是其他容器 template <class InputIterator> vector(InputIterator first, InputIterator last) { while (first != last) { push_back(*first); ++first; } } vector(size_t n, const T& val = T()) { reserve(n); for (size_t i = 0; i < n; i++) { push_back(val); } } vector(int n, const T& val = T()) { reserve(n); for (size_t i = 0; i < n; i++) { push_back(val); } } void swap(vector<T> v) { std::swap(_start, v._start); std::swap(_finish, v._finish); std::swap(_endofstorage, v._endofstorage); } //v1=v2 vector<T>& operator=(vector<T> v) { swap(v); return *this; } ~vector() { delete[] _start; _start = _finish = _endofstorage = nullptr; } size_t size() const { return _finish - _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]; } size_t capacity() const { return _endofstorage - _start; } void reserve(size_t n) { if (n > capacity()) { T* tmp = new T[n]; size_t old_size = size(); //memcpy(tmp, _start, size() * sizeof(T)); for (size_t i = 0; i < old_size; i++) { tmp[i] = _start[i]; } delete[] _start; _start = tmp; _finish = tmp + old_size; _endofstorage = tmp + n; } } void resize(size_t n, const T& val = T()) //T()是匿名对象,自定义类型调用它的构造,内置类型也是,整形是0,字符是'\0',指针是空指针。 { if (n > size()) { reserve(n); while (_finish < _start + n) { *_finish = val; ++_finish; } } else { _finish = _start + n; } } void push_back(const T& val) //传引用效率高 { /*if (_finish == _endofstorage) { reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2); } *_finish = val; ++_finish;*/ insert(end(), val); } void pop_back() { //assert(!empty()); //--_finish; erase(--end()); } bool empty() { return _start == _finish; } void insert(iterator pos, const T& val) { assert(pos >= _start); assert(pos <= _finish); if (_finish == _endofstorage) { size_t len = pos - _start; reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2); //如果扩容了就要更新pos pos = _start + len; } iterator it = _finish - 1; while (it >= pos) { *(it + 1) = *it; --it; } *pos = val; ++_finish; } iterator erase(iterator pos) { assert(pos >= _start); assert(pos <= _finish); iterator it = pos + 1; while (it < _finish) { *(it - 1) = *it; ++it; } --_finish; return pos; } private: iterator _start = nullptr; iterator _finish = nullptr; iterator _endofstorage = nullptr; }; template<class T> void print_vector(const vector<T>& v) { for (size_t i = 0; i < v.size(); i++) { cout << v[i] << " "; } cout << endl; //typename vector<T>::const_iterator it = v.begin(); //前面必须加typename 告诉编译器这是类型, //while (it != v.end()) //{ // cout << *it << " "; // ++it; //} //cout << endl; //for (auto e : v) //{ // cout << e << " "; //} //cout << endl; } }