C++Vector容器常用函數介面詳解

2022-08-03 18:04:49

一、基礎框架

template<class T>
class vector
{
public:
	typedef T* iterator;
	typedef const T* const_iterator;
private:
	iterator _start;//指向第一個元素
	iterator _finish;//指向最後一個元素的下一個位置
	iterator _endofstoage;//容量
};

二、迭代器實現

const_iterator begin() const
{
	return _str;
}
const_iterator end() const
{
	return _str + _size;
}
iterator begin() 
{
	return _str;
}
iterator end() 
{
	return _str + _size;
}

三、size capacity resize reserve

		size_t size() const
		{
			return _finish - _start;
		}
		size_t capacity() const
		{
			return _endofstoage - _start;
		}
		void reserve(size_t n)
		{
			size_t sz = size();
			if (n > capacity())
			{
				T* tmp = new T[n];
				//T* tmp = (T*)malloc(sizeof(T)*n);
				if (_start)
				{
					//memcpy(tmp, _start, size()*sizeof(T));
					for (size_t i = 0; i < size(); ++i)
					{
						tmp[i] = _start[i];
					}
					delete[] _start;
				}
				_start = tmp;
			}
			_finish = _start + sz;
			_endofstoage = _start + n;
		}
		//void resize(size_t n, const T& val = T())
		void resize(size_t n, T val = T())//T型別的匿名物件做預設引數，呼叫T的預設建構函式
		{
			if (n > capacity())
			{
				reserve(n);
			}
			if (n > size())
			{
				while (_finish < _start + n)
				{
					*_finish = val;
					++_finish;
				}
			}
			else
			{
				_finish = _start + n;
			}
		}

注意點：在reservr函數中，在拷貝的時候，不可以簡單的通過memcpy函數來淺拷貝，因為當T是涉及到深淺拷貝的型別時，使用memcpy會存在深淺拷貝釋放記憶體空間的問題。

四、insert，erase

		iterator insert(iterator pos, const T& x)
		{
			// 檢查引數
			assert(pos >= _start && pos <= _finish);
			// 擴容
			// 擴容以後pos就失效了,需要更新一下
			if (_finish == _endofstoage)
			{
				size_t n = pos - _start;
				size_t newCapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;
				reserve(newCapacity);
				pos = _start + n;
			}
			// 挪動資料
			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 != _finish)
			{
				*(it - 1) = *it;
				++it;
			}
			--_finish;
			return pos;
		}

注意點：在insert函數中，如果需要擴容的話，注意擴容前後pos位置的更新，其實STL庫中也進行了這樣的更新，不更新的話位置就失效了。

五、pop_back,push_back

		void push_back(const T& x)
		{
			/*if (_finish == _endofstoage)
			{
				size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
				reserve(newcapacity);
			}
			*_finish = x;
			_finish++;*/
			insert(end(), x);
		}
		void pop_back()
		{
			erase(end() - 1);//複用
		}

注意點：可以直接複用insert和erase函數。

六、operator[]

		T& operator[](size_t pos)
		{
			assert(pos < size());
			return *(_start + pos);
		}
		const T& operator[](size_t pos) const
		{
			assert(pos < size());
			return *(_start + pos);
		}

注意點：分別針對常物件和普通物件。

七、建構函式解構函式賦值過載

		vector()
			:_start(nullptr)
			, _finish(nullptr)
			, _endofstoage(nullptr)
		{}
		//為什麼要有這個
		//是為了拷貝構造的現代寫法時有一個可用的有參構造可以用
		template <class InputIterator>
		vector(InputIterator first, InputIterator last)
			: _start(nullptr)
			, _finish(nullptr)
			, _endofstoage(nullptr)
		{
			while (first != last)
			{
				push_back(*first);
				++first;
			}
		}
		//n個val呼叫的建構函式
		vector(size_t n, const T& val = T())//用一個匿名物件做預設引數
			: _start(nullptr)
			, _finish(nullptr)
			, _endofstoage(nullptr)
		{
			reserve(n);
			for (size_t i = 0; i < n; ++i)
			{
				push_back(val);
			}
		}
		vector(int n, const T& val = T())
			: _start(nullptr)
			, _finish(nullptr)
			, _endofstoage(nullptr)
		{
			reserve(n);
			for (int i = 0; i < n; ++i)
			{
				push_back(val);
			}
		}
		void swap(vector<T>& v)
		{
			std::swap(_start, v._start);
			std::swap(_finish, v._finish);
			std::swap(_endofstoage, v._endofstoage);
		}
		//vector(const vector& v);
		vector(const vector<T>& v)
			: _start(nullptr)
			, _finish(nullptr)
			, _endofstoage(nullptr)
		{
			vector<T> tmp(v.begin(), v.end());
			swap(tmp);
		}
		//vector& operator=(vector v)
		vector<T>& operator=(vector<T> v)
		{
			swap(v);
			return *this;
		}
		// 資源管理
		~vector()
		{
			if (_start)
			{
				delete[] _start;
				_start = _finish = _endofstoage = nullptr;
			}
		}

注意點1：賦值過載的形參列表利用傳值傳參，呼叫了拷貝構造完成了深拷貝，直接交換！

注意點2：注意這種拷貝構造和賦值過載的現代寫法（請人幹活，竊取果實），但必須得有對應的有參構造！

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