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C++基础：vector的底层实现

article 2024/11/23 11:46:26

在这里插入图片描述

文章目录

1.类的创建与简单函数的实现
2.vector常用函数的实现
- 2.1 push_back
- 2.2 迭代器的实现
- 2.3 print_vector的实现(迭代器的进阶使用)
- 2.4 pop_back
- 2.4 insert(迭代器失效问题)
- 2.5 erase
- 2.6 resize

1.类的创建与简单函数的实现

类的创建:

这里我们使用了模版就不能将声明的定义分离了,会出现链接错误

简单函数的实现:

size_t size()
{
	return _finish - _start;
}

size_t capacity()
{
	return _end_of_storage - _start;
}

T& operator[](size_t i)//下标访问
{
	assert(i < size());
	return _start[i];
}

空间的扩容：

if (_finish != _end_of_storage)
{
	*_finish = x;
	++_finish;
}
else
{
	reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
	*_finish = x;
	++_finish;
}

当然也可以写成两个相同的内容放一起:

if (_finish == _end_of_storage)
{
	reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
}
*_finish = x;
++_finish;

2.vector常用函数的实现

2.1 push_back

尾插的实现也很简单:

void push_back(const T& x)//加引用是因为遇到vector会进行拷贝
{
	if (_finish != _end_of_storage)
	{
		*_finish = x;
		++_finish;
	}
	else
	{
		reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
		*_finish = x;
		++_finish;
	}

	if (_finish == _end_of_storage)
	{
		reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
	}
	*_finish = x;
	++_finish;
}

但是现在运行程序却崩溃了,这是什么原因呢?

其原因是这里的对size()的调用:

其中_finish为扩容前的而_start为扩容后的

这样进行相减会将新的_start减去无法算到原有的值

更改方法:

先进行初始化_finish

_finish = tmp + size();
_start = tmp;
_end_of_storage = _start + size();

将之前的size() 数据留下来:

这样程序就正常了

2.2 迭代器的实现

迭代器和string的实现方法一样

将begin和end函数写出来就可以实现了:

iterator begin()
{
	return _start;
}
iterator end()
{
	return _finish;
}

2.3 print_vector的实现(迭代器的进阶使用)

为了方便打印我们可以将函数的打印写成一个函数:

typedef const T* const_iterator;

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

void print_vector(const vector<int>& v)
{
	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

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我们还可以改创建一个模版让这个函数可以适合任何的数据类型

但是会遇到下面的问题:

template<class T>
void print_vector(const vector<T>& v)
{
    //规定没有实例化的模板里取东西,编译器不能区分const_iterator是类型还是静态成员变量
	typename vector<T>::const_iterator it = v.begin();
    //auto it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

2.4 pop_back

这里先进行判断vector是否为空,不为空直接将_finish--即可

bool empty()
{
	return _finish == _start;
}
void pop_back()
{
	assert(!empty());
	--_finish;
}

2.4 insert(迭代器失效问题)

我们先来看看大体的实现:

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void insert(iterator pos,const T& x)
{
	if (_finish == _end_of_storage)
	{
		reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
	}

	iterator end = _finish - 1;
	while (end >= pos)
	{
		*(end - 1) = *(end);
		--end;
	}
	*pos = x;
	_finish++;
}