vector模拟实现
一、看源代码
- 在我们自己实现 vector 的时候，我们可以参考 vector 的源代码
- 大致功能初步了解
-
- 成员变量
-
- 核心成员函数
- 根据名字连蒙带猜，通过时间看源码细节确认
我们自定义的成员变量：
template<class T>
class vector
{
public:
private:
T* _a;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
修改后：
namespace bit //同一个域内，就不会和编译器里面的vector弄混
{
template<class T>
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
private:
iterator _start;
iterator _finish;
iterator _end_of_storage;
};
}
简单实现
前情提要：我们分离定义不分离是因为分离会出现连接问题，这个我们后面会提到
1. push_back
下面是push-back的大致框架：
void push_back(const T& x)
{
//如果满了就扩容
if(_finish == _end_of_storage)
{
//扩容
}
}
注意：在这里我们还要实现三个前提函数：capacity（）、size（）、reserve（）
capacity（容量）
size_t capacity()
{
return _end_of_storage - _start;
}
size
size_t size()
{
return _finish - _start;
}
reserve（扩容）
void reserve(size_t n)
{
//直接扩容
if (n > capacity())
{
T* tmp = new T[n]; //开辟空间
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size()); //拷贝
delete[] _start; //释放旧空间
_start = tmp; //指向新空间
}
_finish = _start + size();
_end_of_storage = _start + n;
}
⭐通过以上代码，我们就可以开始实现👇
void push_back(const T& x)
{
//如果满了就扩容
if (_finish == _end_of_storage)
{
//如果capacity 是 0 那么就给四个空间，不是就乘二倍
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;
reserve(newcapacity);
}
*_finish = x;
++_finish;
}
operator[ ] （元素访问）
T& operator[](size_t i)
{
assert(i < size());//断言检查越界情况
return _start[i];
}
问题一：测试会发现，我们没有包iostream头文件，所以cout无法使用
- 这里就涉及到一个问题 头文件 .h 在 .cpp 文件里面会展开
所以当我们在Test.cpp里面展开vector.h时，又可以使用了
- 因为展开时他会向上查找
但但但是，又有一个问题，运行报错了
- 空指针问题，通过测试，我们可以发现的是，size算法出现问题
start 是新的 但是 finish 是旧的
当我们重新扩容之后，_start == tmp ， 而_ finish还是原来的那个t
- 修改后代码如下：
void reserve(size_t n)
{
//直接扩容
if (n > capacity())
{
size_t oldsize = size();
T* tmp = new T[n]; //开辟空间
if (_start)
{
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size()); //拷贝
delete[] _start; //释放旧空间
}
_start = tmp; //指向新空间
_finish = tmp + oldsize;
_end_of_storage = _start + n;
}
}
2. pop_back
那么这个就比较简单了，代码实现如下👇：
void pop_back()
{
assert(size() > 0);
--_finish
}
3. itorator（迭代器）
- 在没有迭代器的情况下时，我们是不能使用范围for的
迭代器代码实现👇
typedef T* iterator;
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
- 当然，也有const迭代器
是指迭代器指向的内容不可修改
typedef const T* const_iterator;
iterator begin() const
{
return _start;
}
iterator end() const
{
return _finish;
}
4.insert & erase （头插头删）
void test_vector3()
{
bit::vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
v1.insert(v1.begin(), 0); //头插
v1.erase(v1.begin()); //头删
}
运行结果：
⭐insert的的实现
void insert(iterator pos, const T& x)
{
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;
reserve(newcapacity);
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
++_finish;
}
注意：这里的扩容会导致迭代器失效，本质上也是一种野指针，pos指向的位置已经失效了
- 所以我们只需要将pos指向新空间对应的位置就好
修改后的insert👇
void insert(iterator pos, const T& x)
{
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t len = pos - _start; //加上这一句计算pos的位置
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;
reserve(newcapacity);
pos = _start + len; //重置为新pos的位置
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
++_finish;
}
- 紧接而来的问题，当我们调用自己写insert时，pos会失效，使得在后面不能重新在调用pos
insert(pos,100);
erase的实现代码👇
void erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finish);
iterator it = pos + 1;
while (it != _finish)
{
*(it - 1) = *it;
**it;
}
--_finish;
}
- 当我们使用erase但是也会出现失效的可能性，这也说明迭代器失效不只是野指针的问题
- 这取决于VS的编译器对于iterator，我们出了作用域时，会类似标记为 false ，此时再次调用，就会报错
5. 拷贝构造和析构函数
- 拷贝构造
问题一：如果我们不写拷贝构造的话，在VS里面默认是什么
在内置类型里面，我们完成的是值拷贝，也就是所谓的浅拷贝，这不是我们所需要的
拷贝构造函数代码如下👇
void swap(vector<T>& v)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);
}
// v1 = v3
vector<T>& operator=(vector<T>& v)
{
this->swap(v);
return *this;
}
//v2(v1)
vector(const vector<T>& v)
{
for (auto e : v)
{
push_back(e);
}
}//但是现在并没有写构造
- 但是在这里并没有运行，所以在这里我们需要提前了解一下关键字
default关键字（强制编译器生成）
//强制编译器生成默认的
vector() = dafault；
析构函数代码如下👇
~vector()
{
if (_start)
{
delete[] _start;
_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
}
}
其他问题
- 有人在编译的时候可能会出现内部编译器出错
- 因为有模板的原因，编译器报错比较混乱
- 一般都是少了分号的原因
- 可以用分段注释的方法来解决
