本章主要是模拟实现vector，文章末附上代码，和源码。
目录
一、STL源码
今天看的是STL30这个源码，他的vector点开是下图这种可以看出他也是调用了几个头文件，上面注释的就是一些开源声明，大概就是说是可以使用、增删查改甚至售卖，做出有用的修改也需要声明。
如下图二可以看出vector的参数是只有三个原生指针，这个就是从图一这里就可以看出是一个typede进行的重定义的。
他的size，capacity是如下图这样使用的，下面九不一一展示了，源码上传了可以自己看看。
二、构造与析构
如下方代码就是这个构造和析构，这里是放在了我的命名空间中以防和库里面的vector重复，这里是利用了缺省传值，在定义的时候直接赋值为nullptr然后进行一个空的初始化，然后如下方代码中vector(size_t n, const T& val = T())这一句就是利用一个匿名对象进行初始化，因为这样就可以直接使用模板进行构造，因为这样就可以使用不用的类型进行初始化对象，然后又利用了模板参数InputIterator进行初始化，这里就是如上篇文章中可以使用范围进行初始化，这里就是利用迭代器的原理，first就是迭代器的begin，last就是迭代器的end，也就是首和尾，然后进行构造，相当于缺省值的构造，这里面构造是需要开辟空间和插入数据，所以这里先写在这了，代码在后面文章， vector(int n, const T& val = T())有个这个是因为写入的值默认是整形，在构造时会进行隐形类型转换，size_t是无符号整形，需要转化，但是有类模板会优先使用这个就会造成野指针。
namespace ly
{
template<class T>
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;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 (int i = 0; i < n; ++i)
{
push_back(val);
}
}template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}~vector()
{
delete[] _start;
_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
}
private:
iterator _start = nullptr;
iterator _finish = nullptr;
iterator _end_of_storage = nullptr;
};}
三、迭代器与【】、size、capacity、empty
如下方代码所示，先看迭代器，在上文中就已经重定义了iterator是T*，所以这里begin就是直接返回start的指针，end就是finish，看过源码和之前模拟实现过string就会发现这里很好用，这里也是同样的有const，因为这里需要重载就是因为需要访问const类型的，size就是finish-start就能得出size，同理capacity就是end_of_storage - start，enpty就是判断是否满了，这里就是start等于finish的时候就是满了，【】就是直接访问就可以了，在pos位置进行访问，这里也是如下方代码所示。
iterator begin()
{
return _start;
}iterator end()
{
return _finish;
}const_iterator begin() const
{
return _start;
}const_iterator end() const
{
return _finish;
}size_t size() const
{
return _finish - _start;
}size_t capacity() const
{
return _end_of_storage - _start;
}bool empty()
{
return _start == _finish;
}T& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}const T& operator[](size_t pos) const
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
四、reserve与resize
这里是和之前模拟实现string的时候差不多，判断容量是否够，不够减扩容，这里因为需要计算—finish地址，所以提前记录了size，然后创建一个空间，然后利用memcpy进行拷贝数据，在把旧的start释放了，在指向新的空间，在把finish和end_of_storage计算出来就好了，resize也是需要判断是否是缩容，缩容并不需要缩容，只需要删除数据就可以了，扩容也就是需要扩容后，再把数据初始化就可以了。
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
size_t sz = size();
T* tmp = new T[n];
if (_start)
{
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());
delete[] _start;
}
_start = tmp;
_finish = _start + sz;
_end_of_storage = _start + n;
}
}void resize(size_t n, T val = T())
{
if (n < size())
{
_finish = _start + n;
}
else
{
if (n > capacity())
{
reserve(n);
}
while (_finish != _start + n)
{
*_finish = val;
++_finish;
}
}
}
五、push_back与pop_back
这里就是先判断是否满了，满了就先进行扩容，然后进行存入数据，没满就把数据直接存入，删除也就是直接--覆盖就好了。
void push_back(const T& x)
{
if (_finish == _end_of_storage)
{
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
}
*_finish = x;
++_finish;
}void pop_back()
{
assert(!empty());
--_finish;
}
六、insert与erase
如下方代码，这里实现的思路是先断言，pos位置是在start和finish之间，不是就报错，如果刚好数据满了就进行扩容，这里需要注意的是扩容的时候需要进行计算pos的绝对位置，也就是距离start的长度，在扩容后在进行计算pos位置，然后就是挪动数据与把数据存入，erase就不需要判断相等finish的时候，因为满了也可以删，然后在进行挪动覆盖，这个就是erase的实现。
iterator insert(iterator pos, const T& val)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finish);
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t len = pos - _start;
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
pos = _start + len;
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = val;
++_finish;
return pos;
}void erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos < _finish);
iterator start = pos + 1;
while (start != _finish)
{
*(start - 1) = *start;
++start;
}
--_finish;
}
七、测试 1
这里就进行测试一下上面写的代码是否有错，如下图的代码就是测试push_back与pop_back的写发，然后这里也是测试了下迭代器的使用，for的实现就是迭代器。
void Print(const vector<int>& v)
{
for (auto vi : v)
{
cout << vi << ' ';
}
cout << endl;
}void Test1()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
Print(v1);
v1.pop_back();
v1.pop_back();
Print(v1);
}
这里就是测试了下【】与利用模板进行范围的初始化
void Test2()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
Print(v1);
vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
Print(v2);
for (size_t i = 0; i < v2.size(); i++)
{
cout << v2[i] << ' ';
}
cout << endl;
}
这里是测试插入和删除，这里利用了find找到1和3进行头插和在3的位置插入，如下方所示。
void Test3()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
Print(v1);
auto pos = find(v1.begin(), v1.end(), 1);
v1.insert(pos, 0);
pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
v1.insert(pos, 30);
Print(v1);
pos = find(v1.begin(), v1.end(), 0);
v1.erase(pos);
pos = find(v1.begin(), v1.end(), 30);
v1.erase(pos);
Print(v1);
}
八、代码
vector.h
#pragma once
#include <iostream>
#include <vector>
#include <assert.h>
using namespace std;
namespace ly
{
template<class T>
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
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 (int i = 0; i < n; ++i)
{
push_back(val);
}
}
template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
~vector()
{
delete[] _start;
_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
}
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
const_iterator begin() const
{
return _start;
}
const_iterator end() const
{
return _finish;
}
size_t size() const
{
return _finish - _start;
}
size_t capacity() const
{
return _end_of_storage - _start;
}
bool empty()
{
return _start == _finish;
}
T& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
const T& operator[](size_t pos) const
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
size_t sz = size();
T* tmp = new T[n];
if (_start)
{
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());
delete[] _start;
}
_start = tmp;
_finish = _start + sz;
_end_of_storage = _start + n;
}
}
void resize(size_t n, T val = T())
{
if (n < size())
{
_finish = _start + n;
}
else
{
if (n > capacity())
{
reserve(n);
}
while (_finish != _start + n)
{
*_finish = val;
++_finish;
}
}
}
void push_back(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& val)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finish);
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t len = pos - _start;
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
pos = _start + len;
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = val;
++_finish;
return pos;
}
void erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos < _finish);
iterator start = pos + 1;
while (start != _finish)
{
*(start - 1) = *start;
++start;
}
--_finish;
}
private:
iterator _start = nullptr;
iterator _finish = nullptr;
iterator _end_of_storage = nullptr;
};
void Print(const vector<int>& v)
{
for (auto vi : v)
{
cout << vi << ' ';
}
cout << endl;
}
void Test1()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
Print(v1);
v1.pop_back();
v1.pop_back();
Print(v1);
}
void Test2()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
Print(v1);
vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
Print(v2);
for (size_t i = 0; i < v2.size(); i++)
{
cout << v2[i] << ' ';
}
cout << endl;
}
void Test3()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
Print(v1);
auto pos = find(v1.begin(), v1.end(), 1);
v1.insert(pos, 0);
pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
v1.insert(pos, 30);
Print(v1);
pos = find(v1.begin(), v1.end(), 0);
v1.erase(pos);
pos = find(v1.begin(), v1.end(), 30);
v1.erase(pos);
Print(v1);
}
}
test.cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "vector.h"
int main()
{
ly::Test3();
}
九、思维导图
