【C++心愿便利店】No.13---C++之探索vector底层原理

文章目录

• 前言
• 一、STL简介
• • 1.1 什么是STL
  • 1.2 STL的六大组件
  • 二、vector的介绍及使用
  • • 2.1 vector的介绍
    • 2.2 vector的使用
    • • 2.2.1 vector的定义
      • 2.2.2 vector iterator 的使用
      • 2.2.3 vector 空间增长问题
      • 2.2.4 vector 增删查改
      • 三、vector模拟实现
      • • 3.1 成员变量
        • 3.2 成员函数
        • • 3.2.1 构造函数
          • 3.2.2 拷贝构造函数
          • 3.2.3 operator=
          • 3.2.4 size
          • 3.2.5 capacity
          • 3.2.6 reserve(注意memcpy的拷贝方式)
          • 3.2.7 resize
          • 3.2.8 operator[]
          • 3.2.9 insert（涉及迭代器失效）
          • 3.2.10 erase（涉及迭代器失效）
          • 3.2.11 push_back
          • 3.2.12 pop_back
          • 3.2.13 迭代器

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            前言

            

            
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            🔑本章内容：vector

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            （图片来源网络，侵删）

            一、STL简介

            1.1 什么是STL

            STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架

            1.2 STL的六大组件

            

            二、vector的介绍及使用

            2.1 vector的介绍

            vector的文档介绍

            • vector是表示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。
            • vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
            • 因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。
            • 与其它动态序列容器相比（deque, list and forward_list）， vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起list和forward_list统一的迭代器和引用更好。

              2.2 vector的使用

              2.2.1 vector的定义

              (constructor)构造函数声明	接口说明
              vector()（重点）	无参构造
              vector（size_type n, const value_type& val = value_type()）	构造并初始化n个val
              vector (const vector& x); （重点）	拷贝构造
              vector (InputIterator first, InputIterator last);	使用迭代器进行初始化构造

              void test_vector1()
              {
              	//构造函数
              	vector v;//无参构造
              	vector v1(5, 1);
              	vector v2(v1.begin(), v1.end());
              	string s1 = "hello world";
              	vector v3(s1.begin(), s1.end());//隐式类型转换
              	vector v4(v3);//拷贝构造
              }
              

              2.2.2 vector iterator 的使用

              iterator的使用	接口说明
              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_iterator
              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_iterator

              

              void test_vector1()
              {
              	vector v2(v1.begin(), v1.end());
              	string s1 = "hello world";
              	vector v3(s1.begin(), s1.end());//隐式类型转换
              	vector v4(v3);//拷贝构造
              	
              	//1.iterator
              	vector::iterator it = v3.begin();
              	while (it != v3.end())
              	{
              		cout 
              		cout 
              		cout 
               size_t sz;
               vector
               	v.push_back(i);
              	 if (sz != v.capacity()) 
              	 {
              		 sz = v.capacity();
              		 cout 
               vector
               	v.push_back(i);
              	 if (sz != v.capacity())
               	{
               	sz = v.capacity();
               	cout 
              	vector
              		v[i] = i;//断言在release下不起作用
              		//虽然空间开出来了100但是不能访问，因为operator[]里面加了断言，断言访问的下标必须是小于size的,大于size就越界了,所以只能访问[0，size-1]的数据,但是reverse(100)---size=0
              	}
              	for (auto e : v)
              	{
              		cout 
              		v.insert(it, 30);插入
              	}
              	for (auto e : v)
              	{
              		cout 
              		v.erase(it);删除
              	}
              	for (auto e : v)
              	{
              		cout 
              public:
              	typedef T* iterator;
              	typedef const T* const_iterator;
              private:
              	iterator _start;
              	iterator _finish;
              	iterator _end_of_storage;
              };
              }
              //带参构造并初始化
              vector(int n, const T& val  = T())
              {
              	reserve(n);
              	for (int i = 0; i