vector函数介绍与实现（迭代器失效）

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目录

一、介绍vector?

1.vector是什么?

2.vector的特点?

1.随机访问?

2.缓存命中

?3.vector的结构

?二、vector的函数

1.构造函数（创建）?编辑

?2.Iterator（迭代器）

?3.Capacity（容量）

三、迭代器失效

四、实现vector

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一、介绍vector?

1.vector是什么?

vector是C++中STL（Standard Template Library）提供的一个容器类，它是一个动态数组，能够存储同一类型的元素。

vector是STL容器中一种常用的容器，和数组类似，由于其大小 (size)可变，常用于数组大小不可知的情况下来替代数组。vector是为了实现动态数组而产生的容器。

这里是官网vector - C++ 参考 (cplusplus.com)可以进行详细的了解

2.vector的特点?

1.随机访问?

?vector是一种顺序容器，在内存中连续排列，因此可以通过下标快速访问，时间复杂度为O(1)。然而，连续排列也意味着大小固定，数据超过vector的预定值时vector将自动扩容。

2.缓存命中

对于我们需要寻找的元素，可以通过下标快速确定位置?

?3.vector的结构

?如图所示，vector内部有三个指针，分别指向数据块的开始、有效数据的结尾、存储容量的结尾

_start : 指向数据块的开始

_finish : 指向有效数据的结尾

_endofstorage : 指向存储容量的结尾

_finish - _start? ：数据有效元素的个数

_endofstorage - _start? ：开辟空间的大小——数组的大小

_endofstorage - _finish ：除有效数据外，剩余空间的大小

?二、vector的函数

?本文对于使用只是带大家了解底层函数参数，具体使用不过多介绍。相信大家可以自己搞明白！

1.构造函数（创建）

解释一下关键字?explicit?

不要把 explicit 误认为是返回值类型，它在 c++ 中是关键字，用于防止不应该允许的隐式类型转换

?

如这段代码，explicit关键字阻止了 int 到 MyClass 的隐式转换?

?allocator_type是分配器类型，用于控制容器中元素的存储和回收。不做过多介绍

?2.Iterator（迭代器）

begin：返回开始的位置

end：返回结尾的位置?

r：反向迭代器

c：const 迭代器 （不能改变指针指向的内容，但可以改变指针本身）

?3.Capacity（容量）

这些是基本的函数，需要了解之后才能去进行 增删查改 的操作，对于增删查改，不进行介绍，建议大家去官方网站自己学习? vector - C++ Reference (cplusplus.com)https://legacy.cplusplus.com/reference/vector/vector/?kw=vector

三、迭代器失效

因为会发生扩容，即申请新的空间，所以原指针会失效。

使用while循环直接赋值，则可以避免浅拷贝问题！

四、实现vector

注意：实现时复用了已经实现的函数！?

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
using namespace std;
#include<string.h>

namespace bit
{
	template<class T>
	class vector
	{
	public:
		typedef T* iterator;
		typedef const T* const_iterator;

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

		}

		vector(int n, const T& value = T())
		{
			resize(n, value);
		}
		vector(const vector<T>& v)
		{
			/*_start = new T[v.capacity()];
			memcpy(_start, v._start, v.size() * sizeof(T));
			_finish = _start + v.size();
			_endofstorage = _start + v.capacity();*/
			reserve(v.capacity());
			for (const auto& e : v)
			{
				push_back(e);
			}

		}
		vector<T>& operator= (vector<T> v)
		{
			swap(v);
			return *this;
		}
		
		template<class InputIterator>
		vector(InputIterator first, InputIterator last)
		{
			while (first != last)
			{
				push_back(*first);
				++first;
			}
		}
		

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

		void push_back(const T& x)
		{
			if (_finish == _endofstorage)
			{
				size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;
				reserve(newcapacity);
			}
			*_finish = x;
			++_finish;
		}
		void pop_back()
		{
			assert(size() > 0);
			--_finish;
		}


		iterator insert(iterator pos, const T& x)
		{
			assert(pos <= _finish && pos >= _start);
			if (_finish == _endofstorage)
			{
				size_t len = pos - _start;
				reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);//扩容pos会失效
				pos = _start + len;
			}
			iterator it = _finish - 1;
			while (it >= pos)
			{
				*(it + 1) = *it;
				--it;
			}

			*pos = x;
			++_finish;

			return pos;
		}
		
		iterator erase(iterator pos)
		{
			assert(pos < _finish);
			assert(pos >= _start);
			iterator it = pos + 1;
			while (it<_finish)
			{
				*(it - 1) = *it;
				++it;
			}
			_finish--;

			return pos + 1;
		}

		void swap(vector<T>& v)
		{
			std::swap(_start, v._start);
			std::swap(_finish, v._finish);
			std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
		}
		size_t size() const
		{
			return _finish - _start;
		}
		size_t capacity() const
		{
			return _endofstorage - _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];
		}

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

		void resize(size_t n, const T& value = T())
		{
			if (n > size())
			{
				reserve(n);
				while (_finish < _start + n)
				{
					*_finish = value;
					++_finish;
				}
			}
			else
			{
				_finish = _start + n;
			}
		}

	private:
		iterator _start= nullptr;// 指向数据块的开始
		iterator _finish= nullptr;// 指向有效数据的尾
		iterator _endofstorage= nullptr;// 指向存储容量的尾
	};
}