目录
Vector的模拟实现
一、vector的核心框架
二、成员变量和迭代器
三、构造函数
1. 无参构造函数
2. 带参构造函数
3. 区间构造函数
4. 拷贝构造函数
5.列表赋值
6.operate=
四、析构函数
五、容量相关函数
1. size和capacity
2. reserve
3.resize
六、容器相关操作
1. push_back
2. pop_back
3.insert
4.erase
5.swap
⭐Vector的模拟实现
在C++中，vector是一个非常常用的容器，它提供了一种动态数组的实现方式，允许我们在运行时动态地增加或减少元素的数量。vector的内部实现主要依赖于动态分配的内存和连续存储的元素。
关于vector的使用可以转至【C++】深入探索vector，让你一次性学懂！-CSDN博客
⭐一、vector的核心框架
在STL的vector中，主要通过三个指针来控制数据的个数以及容量的大小：
start指针：指向数据的开始位置。finish指针：指向最后一个数据的下一个位置。endOfStorage指针：指向vector所开辟的空间中的最后一个位置。 template<class T>class vector{private:iterator _start;// 指向数据块的开始iterator _finish;// 指向有效数据的尾iterator _endOfStorage; // 指向存储容量的尾};
通过这三个指针，我们可以很方便地计算出数据的个数（finish - start）和容量的大小（endOfStorage - start）。
⭐二、成员变量和迭代器
在模拟实现vector时，我们首先需要定义这些成员变量，并定义迭代器类型。迭代器实际上就是原生指针的封装，因为vector是连续存储的。
template<class T> class vector{public: //常规迭代器和const迭代器typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator; //迭代器相关函数iterator begin(){return _start;}iterator end(){return _finish;}const_iterator begin() const{return _start;}const_iterator end() const {return _finish;}private: //定义成员变量 iterator _start = nullptr; iterator _finish = nullptr; iterator _endOfStorage = nullptr; };⭐三、构造函数
?1. 无参构造函数
无参构造函数只需将三个指针初始化为nullptr。
template<class T> class vector{ // ... public: vector() {} // 编译器会自动调用默认初始化列表 };?2. 带参构造函数
通过给定的数量和值来初始化vector。
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);//下面会实现}}?3. 区间构造函数
通过一段迭代器区间来初始化vector。
//类模板的成员函数可以是函数模板//使用这个模板，就可以用其他容器的迭代器初始化template <class InputIterator>vector(InputIterator first, InputIterator last){while (first != last){push_back(*first);++first;}}?4. 拷贝构造函数
拷贝构造函数需要分配新的内存，并复制原有vector的元素。
可以使用reserve()函数，先看出空间，再插入。
//v2(v1)vector(const vector<T>& v){reserve(v.capacity());//下面会实现for (auto e : v){push_back(e);}}?5.列表赋值
该构造函数接受一个initializer_list<T>作为参数，并使用该初始化列表中的元素来初始化vector对象。
//vector<int>v = {1, 2, 3, 4}vector(initializer_list<T> il){reserve(il.size());for (auto& e : il){push_back(e);}}?6.operate=
使用 = 赋值。
//v1 = v2// //故意使用传值//v是v2的拷贝vector<T>& operator=(vector<T> v){swap(v);//后面实现return *this;}⭐四、析构函数
析构函数负责释放vector所占用的内存。
~vector(){delete[] _start;_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;}⭐五、容量相关函数
?1. size和capacity
size_t size() const{return _finish - _start;}size_t capacity() const{return _end_of_storage - _start;}
?2. reserve
reserve函数用于预留空间。
void reserve(size_t n){if (n > capacity()){size_t sz = size();T* tmp = new T[n];//如果T 是string或者vector，使用memcpy就容易造成string的浅拷贝// 后面delete[] _start会释放空间，还会对每个string调用析构函数,如果使用memcpy，那么在delete之后，新空间中的string还是析构的string//memcpy(tmp, _start, size() * sizeof(T));for (int i = 0; i < sz; i++){tmp[i] = _start[i];}delete[] _start;_start = tmp;//_finish = tmp + size();//这里调用 size() 函数的时候，_start已经发生了变化，此时的返回值（ _finish - _start） 并不是真正的size_finish = tmp + sz;_end_of_storage = tmp + n;}}?3.resize
调整容器大小，当新的size小于原来的时，会发生阶段；反之，则会将新增加的元素复制为val（默认为0）。
void resize(size_t n, const T& val = T())//调用对应的默认构造,int这些内置类型在模板出来以后也有了自己的构造,如int i = int(1);{if (n > size()){//插入reserve(n);while (_finish < _start + n){*_finish = val;_finish++;}}else{//删除_finish = _start + n;}}⭐六、容器相关操作
? 1. push_back
向容器尾部插入元素
void push_back(const T& val){//扩容if (_finish == _end_of_storage){reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());}*_finish = val;++_finish;}?2. pop_back
删除容器尾部的元素
void pop_back(){assert(!empty());_finish--;}? 3.insert
在指定元素之前插入新元素；
需要判断容器容量够不够插入新的元素，如果不够，则需要扩容。
void insert(iterator pos, const T& val){assert(pos >= _start);assert(pos <= _finish);if (_finish == _end_of_storage){size_t p = pos - _start;reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());//原来的空间回收了，pos指向的地址失效pos = p + _start;}iterator it = _finish - 1;while (it >= pos){*(it + 1) = *it;it--;}*pos = val;++_finish;}? 4.erase
删除指定元素
iterator erase(iterator pos){assert(pos >= _start);assert(pos < _finish);iterator it = pos + 1;while (it <= _finish){*(it - 1) = *it;it++;}--_finish;return pos;}?5.swap
调用std::swap()函数进行交换。
void swap(vector<T>& v){std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);}____________________
⭐感谢你的阅读，希望本文能够对你有所帮助。如果你喜欢我的内容，记得点赞关注收藏我的博客，我会继续分享更多的内容。⭐