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C++初阶--自我实现vector

17 人参与  2024年02月12日 14:41  分类 : 《随便一记》  评论

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实现模板

#include<assert.h>#include<string.h>#include<iostream>#include<list>using namespace std;namespace fnc{template<class T>class vector{public:typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;//构造函数vector(){}//复制拷贝vector(const vector<T>& v){reserve(v.capacity());for (const auto& a : v){push_back(a);}}//迭代器区间构造template<class InputIterator>vector(InputIterator first, InputIterator last){while (first != last){push_back(*first);first++;}}vector(size_t n, const T& val = T()){resize(n, val);}vector(int n, const T& val = T()){resize(n, val);}void swap(vector<T>& v){std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);}//赋值vector<T>& operator=(vector<T> v){swap(v);return *this;}//析构函数~vector(){if (_start){delete[] _start;_start = _finish = _endofstorage = nullptr;}}//返回对应的位置iterator begin(){return _start;}iterator end(){return _finish;}const_iterator begin() const{return _start;}const_iterator end() const{return _finish;}void reserve(size_t n){if (n > capacity()){size_t old = size();T* tmp = new T[n];if (_start){//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * old);//不建议for (int i = 0; i < old; i++){tmp[i] = _start[i];}delete[] _start;}    _start = tmp;_finish = _start + old;_endofstorage = _start + n;}}void resize(size_t n, T val = T()){if (n > size()){if (n > capacity()){reserve(n);}//先记住之前的位置while (_finish < _start + n){*_finish = val;_finish++;}}else{_finish = _start + n;}}void push_back(const T& x){//满扩容if (_finish == _endofstorage){size_t newcapacity =capacity() == 0 ? 1 : capacity() * 2;reserve(newcapacity);}*_finish = x;_finish++;}void pop_back(){assert(size() > 0);--_finish;}iterator insert(iterator pos,const T& x){//确保pos是正确的范围内assert(pos >= _start && pos < _finish);if (_finish == _endofstorage){size_t distance = pos - _start;size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 1 : capacity() * 2;reserve(newcapacity);pos = _start + distance;}//插入腾出空间//memmove(pos + 1, pos, sizeof(T) * (_finish - pos));//不建议iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){*(end + 1) = *end;end--;}*pos = x;_finish++;return pos;}iterator erase(iterator pos){assert(pos >= _start && pos < _finish);//将对应位置挤掉//memmove(pos, pos + 1, sizeof(T) * (_finish - pos - 1));//不建议iterator it = pos + 1;while (it < _finish){*(it - 1) = *it;it++;}--_finish;return pos;}size_t capacity(){return _endofstorage - _start;}size_t size(){return _finish - _start;}size_t capacity() const{return _endofstorage - _start;}size_t size() const{return _finish - _start;}T& operator[](size_t pos){assert(pos < size());return _start[pos];}private:iterator _start=nullptr;iterator _finish=nullptr;iterator _endofstorage=nullptr;};

首先我们看vector的成员函数,都是通过迭代器来确定具体位置的,

_start表示vector的起始位置,
_finish表示vector有效存储的结束位置,
_endodstorage表示当前开辟的空间指向最后的地址位置

下面通过实例来讲解一些需要注意的地方。

vector和const_vector

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/6514a69d140f48a5a192bd266659ca71.png
对于vector来说,实际上就是C语言的数组,这也就表明vector存储的元素的地址空间是连续的,所以这里的迭代器实际上表示的就是原始指针,但为了区别是否有const修饰,需要对他们进行简单的封装。
在这里插入图片描述

被const修饰的迭代器,只具有可读性,对于一些只读的函数,要多加const重载函数。

例子:

void print_vector(const vector<int>& v){for (auto a : v){cout << a << " ";}cout << endl;}void test_vector1(){vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);vector<int>::iterator it = v.begin();while (it != v.end()){cout << *it << " ";it++;}cout << endl;for (auto a : v){cout << a << " ";}cout << endl;for (int i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;v.insert(v.begin(), 111);print_vector(v);v.insert(v.begin(), 110);print_vector(v);v.erase(v.begin() + 4);print_vector(v);v.erase(v.begin());print_vector(v);}

如果这里没有添加const修饰的begin和end函数,那么将会报错,因为涉及到权限放大的问题。

在这里插入图片描述

resize()和reserve()

reserve()也就是对vector的容量进行扩容,
在这里插入图片描述
这里需要对原先的存储进行,方便后面进行对成员变量迭代器的定位。
在这里插入图片描述
这里要注意,_finish和_endofstorge都是相对于_start来取相对位置的,因为创建了一个新的空间。

resize()就是改变vector()的有效容量
在这里插入图片描述
T是泛型类型,T()表示取对应的默认构造参数,内置类型会取到0,或者nullptr;
自定义类型会根据构造参数进行初始化,取到对应的值;

void test_vector2(){vector<int> myvector;// set some initial content:for (int i = 1; i < 10; i++) myvector.push_back(i);myvector.resize(5);myvector.resize(8, 100);myvector.resize(12);cout << "myvector contains:";for (int i = 0; i < myvector.size(); i++)cout << ' ' << myvector[i];std::cout << endl;}

在这里插入图片描述

拷贝构造和赋值

这里会发现,我是在成员变量进行了声明,构造函数没有进行初始化;
一开始,我只是在构造函数进行了初始化,而在拷贝构造中没有进行初始化,那么由于这两个函数是构成重载的,所以像一些有指针的,由于没有进行初始化,会变成野指针,这样就会报错。
所以在这里总结:
在这里插入图片描述

void test_vector3(){vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);vector<int> v1 = v;cout << "原来的v1 ";for (auto a : v1){cout << a << " ";}cout << endl;vector<int> v2;v2.push_back(22);v2.push_back(33);v2.push_back(44);v2.push_back(55);v1=v2;cout << "赋值后的v1 ";for (auto a : v1){cout << a << " ";}cout << endl;}

在这里插入图片描述

深浅拷贝的问题

先看例子

void test_vector4(){vector<string> v;v.reserve(10);v.push_back("xxx");v.push_back("xxx");v.push_back("xxx");v.push_back("xxx");v.push_back("xxx");v.push_back("xxx");for (auto a : v){cout << a << " ";}cout << endl;//n>sizev.resize(8);for (auto a : v){cout << a << " ";}cout << endl;//n>capacityv.resize(15, "yyyy");for (auto e : v){cout << e << " ";}cout << endl;//n<sizev.resize(3);for (auto e : v){cout << e << " ";}cout << endl;}

在这里插入图片描述
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迭代器失效问题

void test_vector5(){vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_back(5);v.push_back(6);//要求删除所有偶数vector<int>::iterator it = v.begin();while (it != v.end()){if (*it % 2 == 0){it=v.erase(it);}else{it++;}}for (auto e : v){cout << e << " ";}cout << endl;}

在这里插入图片描述
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vector的其他构造

void test_vector6(){vector<int> v1;v1.push_back(1);v1.push_back(2);v1.push_back(3);v1.push_back(4);vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());for (auto e : v2){cout << e << " ";}cout << endl;list<int> lt;lt.push_back(11);lt.push_back(22);lt.push_back(33);lt.push_back(44);vector<int> v3(lt.begin(), lt.end());for (auto e : v3){cout << e << " ";}cout << endl;int a[] = { 100,200,300 };vector<int> v4(a, a + 3);for (auto e : v4){cout << e << " ";}}

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void test_vector7(){vector<string> v1(5, "1234");for (auto e : v1){cout << e << " ";}cout << endl;vector<int> v2(5, 1);for (auto e : v2){cout << e << " ";}cout << endl;}}

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运行:在这里插入图片描述
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