vector的模拟实现以及oj题(2)
前言
上篇博客介绍了大部分vector的接口，其中包括begin()、end()、const begin()、 const end()、size、capacity、reserve、empty、push_back、pop_back、insert、operator[]，这篇博客将介绍剩下的部分接口，以及一些oj题解法和思路。
vector的模拟实现
- vector.h
1）实现了构造函数和拷贝构造，注意：当拷贝构造存在时，构造函数不能省略。
2）resize。当n < size（）时，数据数量将会变少，因此将_finish赋值为_start+n即可；当n > size（）时，利用reserve将数据调整为n，并将空的空间进行赋值。
3）erase。将数据进行挪动，把要删除的数据进行覆盖。
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
namespace vector_by_self
{
template<class T>
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
//构造函数
vector()
{};
//拷贝构造
vector(const vector<T>& v)
{
reserve(v.size());
for (auto& e : v)
{
push_bcak(e);
}
}
//拷贝构造（迭代器）
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
while (first != last)
{
push_bcak(*first);
first++;
}
}
vector(size_t n, const T& val = T())
{
reserve(n);
for (int i = 0; i < n; i++)
{
push_bcak(val);
}
}
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
const_iterator begin() const
{
return _start;
}
const_iterator end() const
{
return _finish;
}
void resize(size_t n,T val=T())
{
if (n < size())
{
_finish = _start+n;
}
else
{
reserve(n);
while (_finish < _start + n)
{
*_finish = val;
_finish++;
}
}
}
size_t size() const
{
return _finish - _start;
}
size_t capacity() const
{
return _end_of_storage - _start;
}
void reserve(size_t x)
{
if (x > capacity())
{
size_t oldsize = size();
T* tmp = new T[x];
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * oldsize);
delete[] _start;
_start = tmp;
_finish = oldsize + tmp;
_end_of_storage = x+tmp;
}
}
bool empty()
{
return _finish == _start;
}
void push_bcak(const T& x)
{
if (_finish == _end_of_storage)
{
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
}
*_finish = x;
_finish++;
}
void pop_back()
{
assert(!empty());
--_finish;
}
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t tmp = pos - _start;
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity()*2);
pos = _start + tmp;
}
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);
iterator it = pos + 1;
while (it <= end())
{
*(it - 1) = *it;
it++;
}
_finish--;
return pos;
}
T& operator[](size_t x)
{
assert(x < size());
return _start[x];
}
const T& operator[](size_t x) const
{
assert(x < size());
return _start[x];
}
private:
iterator _start = nullptr;
iterator _finish = nullptr;
iterator _end_of_storage = nullptr;
};
template<class T>
void vector_print(const vector<T> v)
{
//typename vector<T>::const_iterator it = v.begin();
auto it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
}
void vector_test1()
{
vector<int> v;
v.push_bcak(1);
v.push_bcak(2);
v.push_bcak(3);
v.push_bcak(4);
v.push_bcak(5);
v.push_bcak(6);
vector_print(v);
cout << v.size() << endl;
cout << v.capacity() << endl;
v.pop_back();
vector_print(v);
v.insert(v.begin(), 9);
vector_print(v);
}
void vector_test3()
{
vector<int> v3;
v3.push_bcak(1);
v3.push_bcak(2);
v3.push_bcak(3);
v3.push_bcak(4);
v3.push_bcak(5);
v3.push_bcak(6);
vector<int> v4(v3);
vector<int> v5(v3.begin() + 1, v3.end() - 1);
vector_print(v3);
vector_print(v4);
vector_print(v5);
v4.resize(5);
vector_print(v4);
v3.erase(v3.begin() + 2);
vector_print(v3);
}
}
- test.c
#include"vector.h"
int main()
{
vector_by_self::vector_test3();
return 0;
}
reserve实现的一点小问题
reserve的实现：
void reserve(size_t x)
{
if (x > capacity())
{
size_t oldsize = size();
T* tmp = new T[x];
//浅拷贝
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * oldsize);
delete[] _start;
_start = tmp;
_finish = oldsize + tmp;
_end_of_storage = x+tmp;
}
}
如果细心观察，我们可以发现memcpy只是浅拷贝，如果当数据的类型为vector<vector< int >>或是vector< string >时，该代码就会出现问题，实现不了预期的效果，因此可以修改成这样：
void reserve(size_t x)
{
if (x > capacity())
{
size_t oldsize = size();
T* tmp = new T[x];
//深拷贝
for (int i = 0; i < oldsize; i++)
{
tmp[i] = _start[i];
}
delete[] _start;
_start = tmp;
_finish = oldsize + tmp;
_end_of_storage = x+tmp;
}
}
vector 迭代器失效问题
迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了封装，比如：vector的迭代器就是原生态指针T* 。因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃)。
vector可能会导致其迭代器失效的操作：
- 会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效，比如：resize、reserve、insert、assign、push_back等。
void vector_test4()
{
vector<int> v3;
v3.push_bcak(1);
v3.push_bcak(2);
v3.push_bcak(3);
v3.push_bcak(4);
v3.push_bcak(5);
v3.push_bcak(6);
vector<int>::iterator it = v3.begin();
v3.resize(10);
while (it != v3.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
}
- 指定位置元素的删除操作–erase
删除偶数
void vector_test2()
{
vector<int> v1;
v1.push_bcak(1);
v1.push_bcak(2);
v1.push_bcak(3);
v1.push_bcak(4);
auto it = v1.begin();
while (it != v1.end())
{
if (*it % 2 == 0)
v1.erase(it);
}
vector_print(v1);
}
erase删除pos位置元素后，pos位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上讲迭代器不应该会失效，但是，如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时，vs就认为该位置迭代器失效了。
需要这样重置it的值，才能实现预料中的效果：
void vector_test2()
{
vector<int> v1;
v1.push_bcak(1);
v1.push_bcak(2);
v1.push_bcak(3);
v1.push_bcak(4);
auto it = v1.begin();
while(it != v1.end())
{
if (*it % 2 == 0)
{
it = v1.erase(it);
}
else
{
it++;
}
}
vector_print(v1);
}
3. string在插入+扩容操作+erase之后，迭代器也会失效
迭代器失效解决办法：在使用前，对迭代器重新赋值即可。
oj题
只出现一次的数字 II
只出现一次的数字 II-力扣
思路来源：灵茶山艾府
如果 x 的某个比特是 0，由于其余数字都出现了 3 次，所以 nums 的所有元素在这个比特位上的 1 的个数是 3 的倍数。如果 x 的某个比特是 1，由于其余数字都出现了 3 次，所以 nums 的所有元素在这个比特位上的 1 的个数除 3 余 1。
因此只需将每个数字的二进制位相加，再%3，即可算出只出现一次的数字。
class Solution {
public:
int singleNumber(vector<int>& nums) {
int ans=0;
for(int i=0;i<32;i++)
{
int cnt1=0;
for(auto e:nums)
{
cnt1 += e >> i & 1;
}
ans |= cnt1 % 3 << i;
}
return ans;
}
};
只出现一次的数字 III
只出现一次的数字 III-力扣
思路：
- 将每个数异或相加，得到的就是剩余两个数的异或值
- 再将这两个数分成两组，分别进行异或相加，即可得到这两个单独的数
class Solution {
public:
vector<int> singleNumber(vector<int>& nums) {
unsigned int x=0;
for(auto i:nums)
{
x ^= i;
}
int lowbit=x & (-x);
vector<int> ans(2);
for(auto i:nums)
{
ans[(i & lowbit) != 0] ^=i;
}
return ans;
}
};
删除有序数组中的重复项
删除有序数组中的重复项-力扣
思路：暴力遍历，两层循环嵌套，有重复值进行删除即可
class Solution {
public:
int removeDuplicates(vector<int>& nums) {
auto it=nums.begin();
while(it != nums.end())
{
auto next=it+1;
while(next != nums.end())
{
if(*it == *next)
{
next=nums.erase(next);
}
else
{
next++;
}
}
it++;
}
return nums.size();
}
};
数组中出现次数超过一半的数字
数组中出现次数超过一半的数字-牛客网
思路：保存目标数字和对应的次数，如果出现相同的数，次数加1；如果不同，次数减1；如果次数为0，那么更换目标数字。
class Solution {
public:
int MoreThanHalfNum_Solution(vector<int>& numbers)
{
int time=0;
int num=numbers[0];
for(int i=1;i<numbers.size();i++)
{
if(time <=0)
{
time=1;
num=numbers[i];
}
else
{
if(num == numbers[i])
time++;
else
time--;
}
}
return num;
}
};
电话号码的字母组合
电话号码的字母组合-力扣
class Solution {
public:
string str[10]={"","","abc","def","ghi","jkl","mno","pqrs","tuv","wxyz"};
vector<string> result;
string s;
void backtracking(const string& digits,int index)
{
if(index == digits.size())
{
result.push_back(s);
return;
}
string letter=str[digits[index]-'0'];
for(int i=0;i<letter.size();i++)
{
s.push_back(letter[i]);
backtracking(digits,index+1);
s.pop_back();//回溯
}
}
vector<string> letterCombinations(string digits)
{
if(digits.size() == 0)
return result;
backtracking(digits,0);
return result;
}
};
