vector基本介绍

1. vector 表示可变大小数组的序列容器。

2. 就像数组一样， vector 也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对 vector 的元素进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。

3. 本质讲， vector 使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector 并不会每次都重新分配大小。

4. vector 分配空间策略： vector 会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。

5. 因此， vector 占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。

6. 与其它动态序列容器相比（ deque, list and forward_list ）， vector 在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起list 和 forward_list统一的迭代器和引用更好

vector的构造

无参构造

explicit vector (const allocator_type& alloc = allocator_type());

构造并初始化n个val

explicit vector (size_type n, const value_type& val = value_type(),const allocator_type& alloc = allocator_type());

使用迭代器进行初始化构造

template <class InputIterator>vector (InputIterator first, InputIterator last,const allocator_type& alloc = allocator_type());

拷贝构造

vector (const vector& x);

vector迭代器

begin + end

获取第一个数据位置的 iterator/const_iterator ， 获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator

rbegin + rend

获取最后一个数据位置的 reverse_iterator ，获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator

vector容量相关函数

size   获取数据个数

size_type size() const;(由于size一般只涉及读的操作，因此只提供了const只读的函数)

capacity   获取容量大小

size_type capacity() const;

empty   判断是否为空

bool empty() const;

resize   改变vector 的size

void resize (size_type n, value_type val = value_type());(如果n小于size，则修改size到n，数据截断；如果n大于size，则修改size到n，如果提供了val，则多余的部分初始化为val，如果没有提供，则默认初始化为value_type()，如果此时的n大于capacity，还会扩容)

reserve   改变vector 的capacity

void reserve (size_type n);(如果n大于capacity则会扩容，其他条件capacity保持不变，且不会影响size)

capacity 的代码在 vs 和 g++ 下分别运行会发现， vs 下 capacity 是按 1.5 倍增长的， g++ 是按 2 倍增长的 。不要固化的认为，vector 增容都是 2 倍，具体增长多少是根据具体的需求定义 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 。

vector增删查改相关函数

push_back  尾插

void push_back (const value_type& val);

pop_back  尾删

void pop_back();

find 查找（注意这个是算法模块实现，不是vector 的成员接口）

insert 在position 之前插入 val

(注意这里的insert的返回值是一个迭代器)

erase 删除position 位置的数据或者某段区间，这里的区间是左闭右开

swap 交换两个vector 的数据空间

void swap (vector& x);

operator[ ]  像数组一样访问(运算符重载)

vector模拟实现

结构上我们模仿库里面的实现方式，如上图成员变量是三个指针：begin、finish、end_of_storage

vector构造&拷贝构造&析构&赋值运算符重载

迭代器

reserve函数

其他函数的实现

完整代码

#include<iostream>
#include<assert.h>namespace my_vector
{template<class T>class vector{public:typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;iterator begin(){return _start;}iterator end(){return _finish;}const_iterator begin() const{return _start;}const_iterator end() const{return _finish;}vector():_start(nullptr),_finish(nullptr),_endofstorage(nullptr){}vector(const vector<T>& v):_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr){_start = new T[v.capacity()];//memcpy(_start, v._start, sizeof(T)*v.size());for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){_start[i] = v._start[i];//T是string这样的深拷贝的类，调用的是string赋值重载，实现string对象的深拷贝}_finish = _start + v.size();_endofstorage = _start + v.capacity();}vector(size_t n, const T& val = T()):_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr){resize(n, val);}vector(int n, const T& val = T()):_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr){resize(n, val);}template<class InputIterator>vector(InputIterator first, InputIterator last){while (first != last){push_back(*first);++first;}}void swap(vector<T>& v){std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);}vector<T&> operator=(vector<T> v)//传值传参，调用拷贝构造{swap(v);return *this;}~vector(){if (_start){delete[] _start;_start = _finish = _endofstorage = nullptr;}}void reserve(size_t n){if (n > capacity()){size_t sz = size();T* tmp = new T[n];if (_start){//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);//如果vector内存的是自定义类型，虽然vector的拷贝是深拷贝，但vector数组里对自定义类型的对象，memcpy只是浅拷贝//因此delete[] _start会依次调用vector数组中每个对象的析构函数，再释放整个空间for (size_t i = 0; i < sz; i++){tmp[i] = _start[i];//调用自定义类型的赋值操作(实现时是深拷贝)}delete[] _start;}_start = tmp;_finish = _start + sz;_endofstorage = _start + n;}}void push_back(const T& x){if (_finish == _endofstorage){size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newcapacity);}*_finish = x;++_finish;}size_t capacity() const{return _endofstorage - _start;}size_t size() const{return _finish - _start;}void operator[](size_t pos){assert(pos < size());return _start[pos];}void operator[](size_t pos) const{assert(pos < size());return _start[pos];}iterator erease(iterator pos){assert(pos >= _start && pos <= _finish);iterator it = pos + 1;while (it != _finish){*(it - 1) = *it;++it;}--_finish;return pos;}iterator insert(iterator pos, const T& x){assert(pos >= _start && pos <= _finish);if (_finish == _endofstorage){size_t len = pos - _start;size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newcapacity);pos = _start + len;//避免内部的迭代器失效(防止pos成为野指针，通过计算相对位置，重新确定pos位置)}iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){*(end + 1) = *end;--end;}*pos = x;++_finish;return pos;//返回新插入位置的指针，防止外部调用insert之后依然使用形参迭代器pos，可能导致迭代器失效}void resize(size_t n, const T& val = T())//缺省值给的是T的匿名对象{if (n < size()){_finish = _start + n;}else{reserve(n);while (_finish != _start + n){*_finish = val;++_finish;}}}private:iterator _start;iterator _finish;iterator _endofstorage;};}