C++ vector模拟实现

目录

    • 使用insert时迭代器失效
    • 使用erase时迭代器失效
    • 使用memcpy浅拷贝的问题
    • 调用最匹配的函数可能出现的问题
    • 模拟实现vector

使用insert时迭代器失效

在模拟vector插入的时候会遇到扩容后pos失效的问题,需要更新pos

在这里插入图片描述

vector():_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr){}void insert(iterator pos, const T& value = T()){assert(pos >= _start && pos <= _finish);if (size() == capacity()){//pos位置的空间可能在扩容的时候被delete,要记录相对位置更新posint len = pos - _start;reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());pos = _start + len;}iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){*(end + 1) = *end;end--;}*pos = value;_finish++;}
void test2(){vector<int> v;v.insert(v.begin(), 1);vector<int>::iterator it = v.begin();v.insert(it, 2);v.insert(it, 3);v.insert(it, 4);v.insert(it, 5);//这句代码之后it就失效了v.insert(it, 6);//报错,因为it传给pos的位置已经被销毁了}

insert插入后it就失效了,我们不知道什么时候扩容
给pos加引用的话,v.insert(v.begin(), 1);是不行的,因为begin返回的是临时变量的拷贝不可以修改
如果再给pos加const,那pos不能更改了

所以insert之后it失效,尽量不要再使用

库里的insert会返回新插入元素所在位置的迭代器

void test_vector9(){std::vector<int> v3;v3.push_back(10);v3.push_back(20);v3.push_back(30);v3.push_back(40);for (auto e : v3){cout << e << " ";//结果是10 20 30 40}cout << endl;std::vector<int>::iterator it = v3.begin()+3;int n = 6;while (n--){it = v3.insert(it, n);}for (auto e : v3){cout << e << " ";//结果是10 20 30 0 1 2 3 4 5 40}cout << endl;}

使用erase时迭代器失效

iterator erase(iterator pos)//返回被删位置的下一个位置{assert(pos >= _start && pos <= _finish);iterator it = pos + 1;while (it < _finish){*(it - 1) = *it;it++;}_finish--;return pos;}void test4(){// 1 2 3 4 5// 1 2 3 4 5 6// 2 2 3 4 5vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_back(5);v.push_back(6);for (auto e : v){cout << e << " ";}cout << endl;auto it = v.begin();while (it != v.end()){if (*it % 2 == 0){v.erase(it);}++it;}for (auto e : v){cout << e << " ";}cout << endl;}

不仅会漏检查,删最后一个的时候会出现 it 比_finish大的情况
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
vs2019会进行强制检查,erase以后认为it失效了,不能访问,我们模拟实现的跟g++下运行结果一样

erase返回被删位置的下一个位置

void test5(){//std::vector<int> v;vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_back(4);v.push_back(5);v.push_back(6);auto it = v.begin();while (it != v.end()){if (*it % 2 == 0){it = v.erase(it);}else{++it;}}for (auto e : v){cout << e << " ";}cout << endl;}

使用memcpy浅拷贝的问题

模拟实现的vector中的reserve接口中,使用memcpy进行的拷贝会出现问题

memcpy会将一段内存空间中内容拷贝到另外一段内存空间中,这种拷贝是浅拷贝,如果T是内置类型不会有问题,但如果是自定义类型就会出错
在这里插入图片描述

delete的时候如果是自定义的数据类型,会去调用这个对象的析构函数,释放的空间置成随机值,查编码表之后可能就是我们不认识的字

tmp中string对象的_str和_start中string对象的_str是一样的,所以_start中string对象的_str变了,tmp中的也会变

在这里插入图片描述

调string的赋值的时候,是深拷贝,就可以解决问题了,引用计数的浅拷贝也可以解决
库里面实现是拷贝构造的,因为库里的T[]是内存池来的(就像malloc来的没有初始化),要初始化就用定位new调拷贝构造。

所以自定义类型拷贝数据不能用memcpy

在这里插入图片描述
如果不加也可以过,但是推荐加上,因为类名不是类型

调用最匹配的函数可能出现的问题

在这里插入图片描述
出现编译错误的原因是:

会找最匹配的去调用
上面的是int和int
下面的是unsigned int 和int
上面的更匹配所以会调用模板

如果都是int,那么有更匹配的就不会去实例化模板:

vector(int n, const T& val = T())
{reserve(n);for (int i = 0; i < n; i++){push_back(val);}
}

模拟实现vector

#include<assert.h>
#include<iostream>
using namespace std;namespace vc
{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){}template <class InputIterator>vector(InputIterator first, InputIterator last){while (first != last){push_back(*first);first++;}}vector(size_t n, const T& value = T()){reserve(n);while (n--){push_back(value);}}vector(int n, const T& value = T()){reserve(n);while (n--){push_back(value);}}vector(const vector<T>& v)//拷贝构造:_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr){reserve(v.capacity());for (auto e : v){push_back(e);}}vector<T>& operator=(vector<T> tmp){swap(tmp);return *this;}~vector(){delete[] _start;_start = _finish = _endofstorage = nullptr;}T& operator[](size_t pos){assert(pos < size());return *(_start + pos);}const T& operator[](size_t pos)const{assert(pos < size());return *(_start + pos);}void swap(vector<T>& v){std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);}size_t size() const{return _finish - _start;}size_t capacity() const{return _endofstorage - _start;}void resize(size_t n, const T& value = T())
//调用默认构造函数然后拷贝构造给value,匿名对象具有常性要加const,
//const会延长生命周期,内置类型也可以认为有构造函数{if (n < size()){_finish = _start + n;}else{reserve(n);while (_finish < _start + n){*_finish = value;_finish++;}}}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);//memcpy是浅拷贝,自定义类型会出错for (size_t i = 0; i < sz; i++){tmp[i] = _start[i];}delete[] _start;}_start = tmp;_finish = tmp + sz;_endofstorage = tmp + n;}}void push_back(const T& x){if (size() == capacity()){reserve(capacity()==0?4:2*capacity());}*_finish = x;_finish++;}void pop_back(){assert(size() > 0);_finish--;}iterator insert(iterator pos, const T& value = T())//返回新插入元素所在位置的迭代器{assert(pos >= _start && pos <= _finish);if (size() == capacity()){//pos位置的空间可能在扩容的时候被delete,要记录相对位置更新posint len = pos - _start;reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());pos = _start + len;}iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){*(end + 1) = *end;end--;}*pos = value;_finish++;return pos;}iterator erase(iterator pos)//返回被删位置的下一个位置{assert(pos >= _start && pos <= _finish);iterator it = pos + 1;while (it < _finish){*(it - 1) = *it;it++;}_finish--;return pos;}private:iterator _start;iterator _finish;iterator _endofstorage;};
}

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