C++初阶学习第九弹——探索STL奥秘（四）——vector的深层挖掘和模拟实现

string（上）：C++初阶学习第六弹——探索STL奥秘（一）——标准库中的string类-CSDN博客

string（下）：C++初阶学习第七弹——探索STL奥秘（二）——string的模拟实现-CSDN博客

vector（上）：C++初阶学习第八弹——探索STL奥秘（三）——深入刨析vector的使用-CSDN博客

前言：

在前面我们已经学习了string的使用及其模拟实现，并且我们也已经学习了vector的使用，今天我们就来学习一下vector的模拟实现

目录

一、 vector的基本成员变量

二、 vector的逐步实现

1、构造和销毁

2、迭代器相关

3、容量相关

4、元素访问

5、vector的修改操作

三、总结

---

一、 vector的基本成员变量

我们之前已经学习了vector的使用，所以也基本了解了其机制，现在我们来看一下vector工作的基本机制

从图中我们可以看出，vector的操作机制实际上是通过三个指针来实现的：

_start、_finish、_endOfStorage

所以vector的基本成员变量为：

#includeusing namespace std;//命名一个命名空间，在这个命名空间中实现我们自己的vector，这样能避免受库中vector的影响namespace zda{templateclass vector{privated:T* _start;      //指向有效数据的头T* _finish;     //指向有效数据的尾T* _endOfStorage;    //指向容量的尾};}

因为vector的本质上与顺序表很相似，只是存储的数据上变的更加多元化了，所以我们可以对基本成员做一些调整，将其改成迭代器相关的，方便我们后面写类成员函数

改进后：

#includeusing namespace std;//命名一个命名空间，在这个命名空间中实现我们自己的vector，这样能避免受库中vector的影响namespace zda{templateclass vector{public:// Vector的迭代器是一个原生指针typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;privated:iterator _start;      //指向有效数据的头iterator _finish;     //指向有效数据的尾iterator _endOfStorage;    //指向容量的尾};}

接下来，我们就开始进入今天的正题，模拟vector的五大步骤：

1、构造和销毁

2、迭代器相关

3、容量相关

4、元素访问

5、vector的修改操作

二、 vector的逐步实现

1、构造和销毁

构造的方法主要有以下五种：

·  默认构造

· 构造同时将前n个初始化

· 迭代器构造法

· 拷贝构造

· operator=运算符重载

//一、vector的构造销毁//1、默认构造vector():_start(nullptr),__finish(nullptr),_endOfStorage(nullptr){}//2、构造同时将前n个初始化vector(size_t n, const T& m = T()):_start(nullptr), __finish(nullptr), _endOfStorage(nullptr){reserve(n);     //开辟n个大小的空间，这个函数在后面while (n--){push_back(m);     //尾插，也在后面讲}}//但是上面这个函数会有一个特殊情况出现//例如对于vector v(5,3)//由于v中的参数是(int，int)，所以编译器容易把它与迭代器相关的函数去配对//所以对于上面这个函数我们又写了一个vector(int n, const T& m = T())类型的来避免错误发生//这种情况下参数一定都为int型的，所以我们可以按顺序表的方式来写这个函数vector(int n, const T& m = T()):_start(new T[n]), __finish(nullptr), _endOfStorage(nullptr){for (int i = 0; i  
2、迭代器相关
 
// 迭代器相关(迭代器主要就是找到头尾）iterator begin(){return _start;}iterator end(){return _finish;}const_iterator cbegin() const{return _start;}const_iterator cend() const{return _finish;}
 
3、容量相关
 
容量相关的最重要的就是扩容，就是reserve函数，同时我们也需要注意一下resize函数，这两者各自的特点需要记清，这些前面文章有讲到，我们这里只强调一下：
   
resize函数即可以扩容，也可以缩容，同时还可以初始化，这个函数创造性挺大
  
size_t size() const{return _finish - _start;}size_t capacity() const{return _endOfStorage - _start;}bool empty() const{return _start == _finish;}void reserve(size_t n){if (n > capacity()){size_t oldSize = size();// 1. 开辟新空间T* tmp = new T[n];// 2. 拷贝元素// 这里不能直接使用memcpy，原因我们将放到下面专门讲//if (_start)//memcpy(tmp, _start, sizeof(T)*size);if (_start){for (size_t i = 0; i  
4、元素访问
   
元素访问关键就是运算符重载（operator[ ]），由于我们定义的类成员变量是以指针形式的，所以我们其实很容易实现这个重载
  
// 元素访问T& operator[](size_t pos){assert(pos  
5、vector的修改操作
   
vector的修改操作最关键的就是insert函数和erase函数，就是在任意位置插入和删除，尾插尾删可以直接调用这两个函数来实现，但这两个函数细节也挺多，具体实现细节看下面实现过程
   
// vector的修改操作void push_back(const T& x)      //尾插，可以直接调用insert函数{insert(end(), x);}void pop_back()         //尾删，跟尾插一样，可以调用erase函数{erase(end() - 1);}void swap(vector& v)      //这个交换函数在上面构造时是有用到的{std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endOfStorage, v._endOfStorage);}iterator insert(iterator pos, const T& x){assert(pos = pos){*(end + 1) = *end;--end;}*pos = x;++_finish;return pos;}// 返回删除数据的下一个数据// 方便解决:一边遍历一边删除的迭代器失效问题// （迭代器失效问题在vector中会发生，不知道的可以看我之前文章）iterator erase(iterator pos){// 挪动数据进行删除iterator begin = pos + 1;while (begin != _finish) {*(begin - 1) = *begin;++begin;}--_finish;return pos;}
 
三、总结
   
上面的就是vector的模拟实现的全部代码段，这些还不是vector的全部内容，还有vector复制等几个细节我们还没讲，这个感兴趣的可以关注一下，将在下一篇讲解这些细小知识点
  
感谢各位大佬观看，创作不易，还请各位大佬点赞支持！！！