• 售前

  • 售后

热门帖子
入门百科

vector的模拟实现(C++)

[复制链接]
甜心猫舍 显示全部楼层 发表于 2022-1-15 17:53:53 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
vector



1、vector容器介绍

   

  • 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(deques, lists and forward_lists), 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lists和forward_lists统一的迭代器和引用更好
  vector的存在形式


2、整体框架

  1. namespace bit
  2. {
  3.         template<class T>
  4.         //模板
  5.         class vector
  6.         {
  7.         public:
  8.                 //模板类型(任意类型)
  9.                 typedef T* iterator;//迭代器
  10.                 typedef T* const_iterator;//
  11.         private:
  12.                 iterator _start;//起始地址处
  13.                 iterator _finish;//大小地址处
  14.                 iterator _endofstorage;//容量地址处
  15.         }
  16. }
复制代码
3、begin 和 end

数据的起始地址和终止地址

  1.         //常迭代器记得加const  变成常函数
  2.         const_iterator begin() const
  3.         {
  4.                 return _start;//返回起始地址
  5.         }
  6.         const_iterator end() const
  7.         {
  8.                 return _finish;//返回终止地址
  9.         }
  10.         iterator begin()
  11.         {
  12.                 return _start;
  13.         }
  14.         iterator end()
  15.         {
  16.                 return _finish;
  17.         }
复制代码
4、size 和 capacity

size():返回_finish - _start 就等于整个数据个数
capacity():返回 _endofstorage - _start 就等于整个容量大小
  1.         size_t size() const //不修改其值,最好写成只读形式(const)
  2.         {
  3.                 return _finish - _start;//数据个数
  4.         }
  5.         size_t capacity() const
  6.         {
  7.                 return _endofstorage - _start;//容量大小
  8.         }
复制代码
5、[ ] 重载

【】 的重载先检查 i 的返回超过了数据大小没有,在返回_start[ i ]即可,跟数组的访问一样。vector可以看成数组,但不要忘记它是容器。
  1.         //返回引用,减少一次临时拷贝
  2.         T& operator[](size_t i)
  3.         {
  4.                 assert(i < size());
  5.                 return _start[i];
  6.         }
  7.         //加const只读
  8.         const T& operator[](size_t i) const
  9.         {
  10.                 assert(i < size());
  11.                 return _start[i];
  12.         }
复制代码
6、reserve 容量大小

  1.         void reserve(size_t n)
  2.         {
  3.                 if (n > capacity())
  4.                 {
  5.                         size_t sz = size();//获取数据个数
  6.                         T* tmp = new T[n];//开辟新的空间存放数据
  7.                         memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);//拷贝过去
  8.                         _start = tmp;//起始地址,finish、endofstorage也要跟着改变
  9.                         _finish = _start + sz;
  10.                         _endofstorage = _start + n;
  11.                 }
  12.         }
复制代码
7、resize 重新定义大小

两种情况:
1、将数据个数变少,直接修改 _finish 即可
2、数据个数变多,先检查容量是否足够,不够需要先扩容,在将匿名对象的值拷贝给 _finish 到 _endofstorage 这段空间进行填充
  1.         void resize(size_t n, const T& val = T())
  2.         {
  3.                 if (n <= size())
  4.                 {
  5.                         _finish = _start + n;//小于size就直接修改finish
  6.                 }
  7.                 else
  8.                 {
  9.                         if (n > capacity())
  10.                         {
  11.                                 reserve(n);//大于capacity就扩容
  12.                         }
  13.                         while (_finish < _start + n)
  14.                         {
  15.                                 *_finish = val;//finish后就填构造值val
  16.                                 _finish++;
  17.                         }
  18.                 }
  19.         }
复制代码
8、push_back 尾插

1、先判断容量是否已满,满则扩容,在赋值,finish++
2、可以复用insert
  1.         void push_back(const T& x)
  2.         {
  3.                 //相等就扩容   
  4.                 /*if (_finish == _endofstorage)
  5.                 {
  6.                         size_t newCapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
  7.                         reserve(newCapacity);
  8.                 }
  9.                 *_finish = x;
  10.                 _finish++;*/
  11.                 insert(end(), x);
  12.         }
复制代码
9、pop_back 尾删

  1.         //尾删
  2.         void pop_back()
  3.         {
  4.                 /*assert(!empty());
  5.                 --_finish;*/
  6.                 erase(--end());//最后一个元素
  7.         }
复制代码
10、insert 插入

   注意:pos的问题,这里 pos指向之前的位置,重新扩容导致失效,野指针,所以需要重新指定,可以算出len的长度,在+回去 就可解决迭代器失效问题。
  1.         //返回插入数据的下一位置
  2.         iterator insert(iterator pos, const T& x)
  3.         {
  4.                 //检查是否越界,可以 = _finish 可能属于尾插
  5.                 assert(pos >= _start && pos <= _finish);
  6.                 if (_finish == _endofstorage)
  7.                 {
  8.                         size_t len = pos - _start;//pos是指向之前的位置
  9.                         size_t newCapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
  10.                         reserve(newCapacity);//这里pos还是指向原来的位置,导致迭代器失效
  11.                         pos = _start + len;//pos指向之前的位置,重新开辟了空间,pos已经失效,野指针,需要重新指定
  12.                 }
  13.                 iterator end = _finish - 1;//最后一个元素的位置
  14.                 while (end >= pos)
  15.                 {
  16.                         *(end + 1) = *end;//往后挪数据
  17.                         --end;
  18.                 }
  19.                 *pos = x;
  20.                 ++_finish;
  21.                 return pos;
  22.         }
复制代码
11、erase 删除

  1.         iterator erase(iterator pos)
  2.         {
  3.                 //检查是否越界,_finish不可以等于,这里是删除,不是插入。
  4.                 assert(pos >= _start && pos < _finish);
  5.                 iterator it = pos + 1;
  6.                 while (it != _finish)
  7.                 {
  8.                         *(it - 1) = *it;//往前挪数据
  9.                         ++it;
  10.                 }
  11.                 --_finish;
  12.                 return pos;
  13.         }
复制代码
迭代器失效问题


insert

[code]        vector v;        v.reserve(8);        v.push_back(1);        v.push_back(2);        v.push_back(3);        v.push_back(4);        vector::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 3);        if (it != v.end())        {                it = v.insert(it, 20);        }        // 在insert以后pos就失效了 -- insert时增容导致的        cout

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x

帖子地址: 

回复

使用道具 举报

分享
推广
火星云矿 | 预约S19Pro,享500抵1000!
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

草根技术分享(草根吧)是全球知名中文IT技术交流平台,创建于2021年,包含原创博客、精品问答、职业培训、技术社区、资源下载等产品服务,提供原创、优质、完整内容的专业IT技术开发社区。
  • 官方手机版

  • 微信公众号

  • 商务合作