【C++】STL容器之vector

多种构造函数的使用：

void Teststring()
{
	std::vector first; // 无参构造
	std::vector second (4,100); //构造并初始化4个100
	std::vector third (second.begin(),second.end()); // 用second的迭代器区间构造
	std::vector fourth (third); // 拷贝构造
}

值得一提的是，由于vector的迭代器是T的指针，所以指针是vector天然的迭代器，所以我们可以用数组的前后指针作为迭代器左右区间初始化vector

int arr[] = {1,2,3,4,5,56,1};
vector a(arr,arr + 2);

接口的模拟实现：

构造函数

//无参构造函数
basic_string(const T* s = "")
	:_size(strlen(s))
	,_capacity(strlen(s)) 
{
	_str = new T[_size + 1];
	strcpy(_str, s);
}

//构造并初始化n个x
vector(int n, const T& x = T())
    :_start(new T[n])
    , _finish(_start + n)
    , _endOfStorage(_start + n)
{
    for (size_t i = 0; i < n; i++) {
        _start[i] = x;
    }
}

//用迭代器区间构造
template 
vector(InputInerator first, InputInerator last) 
    : _start(nullptr)
    , _finish(nullptr)
    , _endOfStorage(nullptr)
{
    while (first != last) {
        push_back(*first);
        first++;
    }
}

拷贝构造

vector(const vector& v) 
    :_start(nullptr)
    , _finish(nullptr)
    , _endOfStorage(nullptr) 
{
    vector tmp(v.cbegin(), v.cend());
    swap(tmp);
}

析构函数

//析构函数
~vector() {
    delete[] _start;
    _start = nullptr;
    _finish = nullptr;
    _endOfStorage = nullptr;
}

赋值重载

//赋值重载
vector& operator=(vector v) {
    swap(v);
    return *this;
}

注意：

对于数组的增容，vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题。resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size。

接口的模拟实现：

size()

//size()接口
size_t size() const {
    return _finish - _start;
}

capacity()

//capacity()接口
size_t capacity() const {
    return _endOfStorage - _start;
}

empty()

// 判空
bool empty() {
    return size() == 0;
}

reserve(n)

void reserve(size_t n) {
    size_t sz = size();
    T* tmp = new T[n];
    memcpy(tmp, _start, size()*sizeof(T));
    delete[] _start;
    _start = tmp;
    _finish = _start + sz;
    _endOfStorage = _start + n;
}

resize(n, x)

void resize(size_t n, const T& x = T()) {
    if (n <= size()) {
        _finish = _start + n;
    }
    else {
        if (n > capacity()) {
            reserve(n);
        }
        for (size_t i = size(); i < n; i++) {
            _start[i] = x;
            _finish++;
        }
    }
}

接口的模拟实现：

operator[]

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

begin() 和 end()

typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
iterator begin() {
    return _start;
}
iterator end() {
    return _finish;
}
const_iterator cbegin() const {
    return _start;
}
const_iterator cend() const {
    return _finish;
}

接口的模拟实现：

insert()

//插入元素
iterator insert(iterator pos, const T& x) {
    assert(pos >= _start && pos <= _finish);
    if (_finish == _endOfStorage) {
        size_t len = pos - _start;
        size_t new_capacity = (_start == _finish) ? 4 : 2 * (_endOfStorage - _start);
        reserve(new_capacity);
        pos = _start + len;
    }
    for (iterator i = _finish; i >= pos + 1; i--) {
        *i = *(i - 1);
    }
    *pos = x;
    _finish++;
    return pos;
}

push_back()

//push_back尾插一个元素
void push_back(const T& x) {
    insert(_finish, x);  
}

erase()

iterator erase(iterator pos) {
    assert(pos >= _start && pos < _finish);
    for (vector::iterator i = pos; i < end() - 1; i++) {
        *i = *(i + 1);
    }
    _finish--;
    return pos;
}

pop_back()

void pop_back() {
    erase(_finsih - 1);
}

clear()

void clear() {
    erase(begin(), end());
}

swap()

void swap(vector& v2) {
    ::swap(_start, v2._start);
    ::swap(_finish, v2._finish);
    ::swap(_endOfStorage, v2._endOfStorage);
}

牛客网：

数组中出现次数超过一半的数字 (3种做法)连续子数组的最大和 (dp动态规划)

leetcode：

只出现一次的数字杨辉三角删除有序数组种的重复项只出现一次的数字 II只出现一次的数字 III电话号码的组合 (深度优先搜索)

因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而去使用一块已经被释放的空间，造成的后果是如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃

迭代器失效有两种表现：

非法访问被释放的内存迭代器的意义变了

对于vector可能会导致其迭代器失效的 *** 作有：

会引起其底层空间改变的 *** 作，都有可能是迭代器失效，比如：resize、reserve、insert、assign、push_back等

#include 
using namespace std;
#include 
int main()
{
	vector v{1,2,3,4,5,6};
	auto it = v.begin();
// 将有效元素个数增加到100个，多出的位置使用8填充， *** 作期间底层会扩容
// v.resize(100, 8);
// reserve的作用就是改变扩容大小但不改变有效元素个数， *** 作期间可能会引起底层容量改变
// v.reserve(100);
// 插入元素期间，可能会引起扩容，而导致原空间被释放
// v.insert(v.begin(), 0);
// v.push_back(8);
// 给vector重新赋值，可能会引起底层容量改变
	v.assign(100, 8);

	while(it != v.end())
	{
		cout<< *it << " " ;
		++it;
	}
	cout< 
指定位置元素的删除 *** 作–erase
 
#include 
using namespace std;
#include 
int main()
{
	int a[] = { 1, 2, 3, 4 };
	vector v(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
	// 使用find查找3所在位置的iterator
	vector::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	// 删除pos位置的数据，导致pos迭代器失效。
	v.erase(pos);
	cout << *pos << endl; // 此处会导致非法访问
	return 0;
}
 
 
 
erase删除pos位置元素后，pos位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上讲迭代器不应该会失效
 但是，如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时，vs就认为该位置迭代器失效了。
 
 
 
 
下面代码的功能是删除数组中的偶数，其中代码一存在迭代器失效的问题，代码二则正确
 
 
❗❗❗❗❗迭代器失效解决办法：在使用前，对迭代器重新赋值❗❗❗❗❗
 
代码一
 
int main()
{
	vector v{ 1, 2, 3, 4 };
	auto it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
		v.erase(it);
		++it;
	}
	return 0;
}
 
代码2
 
int main()
{
	vector v{ 1, 2, 3, 4 };
	auto it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
			it = v.erase(it); //对于迭代器重新赋值
		else
			++it;
}
	return 0;
 
5.二维动态数组 想要构建一个二维动态数组，其实和之前学过的二维数组的思想是一样的： 
 
 
把每一行都看作是一个一维数组就行
 
 
vector> vv;
 
假设我们去构造一个5×5的二维数组并将所有元素赋值为1
 
站在二维数组角度，创造出5个行，也就是5个一维数组
 
vv.resize(5);
 
站在一维数组角度，每一行给5个1
 
for(int i = 0; i < vv.size(); i++)
{
	vv[i].resize(5, 1);
}
 
 
6.还想说的话 
 
模拟实现stl是个无聊、耗时的过程，但是能够帮助我们很深刻地理解指针、数据结构 、面向对象编程以及逻辑思维能力、代码能力
  
《 STL源码剖析》------侯捷，打算读一读
  
本博客所有代码：github、gitee
 
					
										


					

						
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