C++第二十一弹---vector深度剖析及模拟实现(上)
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目录
1、基本结构
2、默认成员函数
2.1、构造函数
2.2、析构函数
2.3、拷贝构造函数
2.3、赋值操作符重载
3、数据访问
4、迭代器获取
总结
1、基本结构
首先定义一个vector模版类，其中三个成员变量均为迭代器，且此处vector的迭代器是一个原生指针，我们这里为其定义别名iterator。
namespace lin
{template<class T>//此处为类模板，实现不同数据类型的存储class vector{public://vector迭代器为原生指针typedef T* iterator;//定义指针类型的别名iteratortypedef const T* const_iterator;//...函数接口的实现private:iterator _start;// 指向容器的开始iterator _finish;// 指向容器中最后一个有效数据的下一个位置iterator _endofstorage; // 指向存储容量的结尾};
}
私有成员变量：
_start: 这是一个指针，指向容器的第一个元素。
_finish: 这个指针指向容器中最后一个有效数据的下一个位置。
_endofstorage: 这个指针指向分配给vector的内存块的末尾。这不是最后一个有效元素的位置，而是整个内存块的结束位置，在这之后可能会有额外的未初始化空间，预留以实现当vector增长时无需重新分配整个数组。
2、默认成员函数
2.1、构造函数
vector()
默认构造的函数功能是构造一个没有元素的空容器。
默认构造函数实现有两种方式，第一种是直接通过初始化列表直接初始值，第二种是通过成员变量的缺省值。
1.初始化列表
//将成员变量都初始化为空
vector(): _start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr)
{}
2. 缺省值
//会默认使用缺省值构造
vector()
{}private:iterator _start=nullptr; iterator _finish=nullptr; iterator _endofstorage=nullptr;
};
vector(size_t n, const T& val = T())
填充构造函数功能是构造一个包含 n 个元素的容器。每个元素都是 val 值。
思想：
为了确保空间足够，我们可以先将空间扩容至n(减少扩容消耗)，再将n个值尾插到容器中。
//构造n个数值 并初始化为val
vector(size_t n, const T& val = T())
{reserve(n);//细节，先开空间for (size_t i = 0; i < n; i++){push_back(val);}
}注意：
vector构造函数中的const T& val = T()，T是一种类型，T的类型取决于vector后的<>，<>中是什么类型，T就是什么类型。
T是内置类型时，T() == 0。
char()需要强转成int才能看到0，因为ASCII码值为0的char字符是'\0'，屏幕上显示不出来。
当T是自定义类型时，T()调用无参或者全缺省构造函数构造一个匿名对象，若T类中不存在无参全缺省构造方法时报错。
vector(InputIterator first, InputIterator last)
迭代器区间构造函数功能是将[first,last)区间的元素构造成一个新容器，注意 last位置的元素是不取的。
- template <class InputIterator> 是一个函数模板，函数参数是一个迭代器类型。
- 函数实现原理：从 first 位置开始遍历迭代器区间，遍历的同时将该位置的数据尾插到vector上，直到遍历到 last 位置则结束循环。
//类模板里面有函数模板
//template<typename InputIterator>
template <class InputIterator>//与类模板类型名区分
vector(InputIterator first, InputIterator last)//拷贝迭代器区间
{while (first != last)//起始与结尾不相等则插入{push_back(*first);++first;//向后移动}
}如果实现了迭代器区间构造函数以及填充构造函数之后，去实例化vector<int> v(10,1)则会出错，因为此时的参数都为int类型，而填充构造函数 vector(size_t n, const T& val = T()) 的第一个类型时无符号整数，迭代器区间构造函数 vector(InputIterator first, InputIterator last)是两个相同类型的模板参数，此时会优先调用更匹配的迭代器区间构造函数，然后10-1不是一个区间，也不能解引用，因此编译器报错。
解决办法是重载一个填充构造函数，如下：
vector(int n, const T& val = T())
//构造n个数值 并初始化为val
vector(int n, const T& val = T())//x64有问题
{reserve(n);//细节，先开空间for (int i = 0; i < n; i++){push_back(val);}
}2.2、析构函数
析构函数功能是销毁动态开辟的空间。
释放空间并将指针置空即可。
~vector()
{delete[] _start;_start = _finish = _endofstorage = nullptr;
}2.3、拷贝构造函数
vector(const vector<T>& v)
函数功能构造一个包含 v 中所有元素的容器。
先开辟一个与原容器大小相等的空间，然后直接尾插即可。
//v(v1)
vector(const vector<T>& v)
{reserve(v.capacity());//开始扩容，减少频繁扩容for (auto& x : v)//字符串可能有问题，加&{push_back(x);//尾插数据}
}注意：reserve()与push_back()函数在后面有实现！！！
vector(initializer_list<T> il)
initializer_list 是一个类，支持{}初始化。
实现思想是使用范围for遍历该类，遍历的同时尾插数据即可，为了减少扩容消耗，可以提前开辟好空间。
//vector<int> v ={1,2,3,4,5}
vector(initializer_list<T> il)
{reserve(il.size());//提前开好il大小的空间for (auto& x : il){push_back(x);//尾插}
}2.3、赋值操作符重载
vector<T>& operator=(vector<T> v)
赋值操作符重载的功能是将新内容分配给容器，替换其当前内容，并相应地修改其大小。
此处为现代写法，直接交换两个容器，函数参数不能加引用。
void swap(vector<T>& v)
{swap(_start, v._start);//调用库函数的swap函数swap(_finish, v._finish);swap(_endofstorage, v._endofstorage);
}
vector<T>& operator=(vector<T> v)
{swap(v);//调用就近类内函数return *this;
}3、数据访问
operator[](size_t pos)
使用下标加 [ ] 访问数据。
T& operator[](size_t pos)//[]运算符重载
{assert(pos < size());return _start[pos];
}
const T& operator[](size_t pos) const
{assert(pos < size());return _start[pos];
}front()
获取第一个元素(即_start指向的位置)。
T& front()
{return *_start;
}const T& front()const
{return *_start;
}
back()
获取最后一个元素(_finish前面一个位置)。
T& back()
{return *(_finish - 1);
}const T& back()const
{return *(_finish - 1);
}4、迭代器获取
begin()
返回容器的首地址(_start)。
iterator begin()
{return _start;
}
const_iterator begin() const //无允许修改，加const修饰函数
{return _start;
}end()
返回容器当中有效数据的下一个数据的地址(_finish)。
iterator end()
{return _finish;
}
const_iterator end() const
{return _finish;
}总结
本篇博客就结束啦，谢谢大家的观看，如果公主少年们有好的建议可以留言喔，谢谢大家啦！