[C++随笔录] vector模拟实现

vector模拟实现

  • 基本结构
  • 天选之子
    • 构造
    • 拷贝构造
    • 析构
    • operator=
  • 空间
    • reserve
    • resize
    • size && capacity
  • 增
    • insert
    • push_back
  • 删
    • erase
    • pop_back
  • 查 && 改
    • swap
    • operator[]
  • 源码

基本结构

// 可以是不同类型, 用类模板
template <class T>
class vector
{
public:// 源码里面成员变量的类型用的是迭代器,// 所以, 先定义迭代器类型typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;private:iterator _start = nullptr; // 相当于string类中的 _striterator _finish = nullptr; // 相当于string类中的 _sizeiterator _endofstorage = nullptr; // 相当于string类中的 _capacity
}
  1. 成员变量先给缺省值, 便于后面的构造函数 和 拷贝构造函数
  2. 迭代器是 T* , 跟string类中 迭代器是 char* 是一样的道理

天选之子

构造

  1. 默认构造函数
vector():_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr)
{}

由于我们给成员变量都给了缺省值, 那么👇👇👇

vector()
{
}
  1. 开空间 + 初始化
    开空间 + 初始化 也是 resize 干的事情, 那么我们就可以直接复用
vector(int n, const T& val = T()) // 缺省值给T的默认构造出来的对象
{resize(n, val);
}
  1. 迭代器区间初始化

从上一篇文章得出: 同类型, 不同类型, 数组的区间都可以进行初始化. 迭代器多样化 ⇒ 套用模版
⇒ 进而我们得出: 在模版中可以套用模版

template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{int n = last - first;resize(n);int i = 0;while (first != last){_start[i++] = *first;first++;}}

拷贝构造

vector(const vector<T>& tem)
{// 找一块新空间 -- 外部深拷贝_start = new T[tem.capacity()];// memcpy(_start, tem._start, tem.capacity); -- 内部浅拷贝, 是错误的for (int i = 0; i < tem.size(); i++) // 内部深拷贝{_start[i] = tem[i];}// 更新size 和 capacity_finish = _start + tem.size();_endofstorage = _start + tem.capacity();}
  • 不能使用memcpy来进行拷贝数据的原因 && 外部和内部的深拷贝图示

析构

~vector()
{// 释放空间delete[] _start;// 置空_start = _finish = _endofstorage = nullptr;
}

operator=

// 现代写法 -- 传值传参, 巧借拷贝构造
T& operator=(const T tem)
{swap(tem);return *this;
}

空间

reserve

void reserve(size_t n)
{assert(n > 0);if (n > capacity()){size_t sz = size();  // 应该先保存一份sz <== _start会发生变化T* tem = new T[n];// 拷贝数据// memcpy(tem._start, _start, n); // 内部浅拷贝for (int i = 0; i < size(); i++){tem[i] = _start[i]; //调用了T的赋值, 从而实现深拷贝}// 更新_startdelete[] _start;_start = tem;// 更新size 和 capacity_finish = _start + sz;_endofstorage = _start + n;}}

resize

void resize(size_t n, const T& val = T())
{assert(n > 0);// 缩if (size() > n){_finish = _start + n;}// 扩else{reserve(n); // 先开n个空间// 从_finish位置开始初始化for (int i = size(); i < size() + n; i++){_start[i] = val;}// 改变_finish_finish = _finish + n;}
}

size && capacity

const size_t size()const
{return _finish - _start;
}const size_t capacity()const
{return _endofstorage - _start;
}

增

insert

void insert(iterator pos, const T& val = T())
{assert(pos >= _start && pos <= _finish);size_t len = pos - _start; // 在扩容前, 先保存一下pos的相对位置, 以免异地扩容, _start发生变化, 导致pos迭代器失效// 是否扩容if (_finish == _endofstorage){// 考虑到首次插入size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newcapacity);pos = _start + len; // 扩容后, 更新pos}// 往后挪动数据iterator end = _finish - 1; while (end >= pos){*(end + 1) = *end;end--;}// 插入*pos = val;_finish = _finish + 1;}

push_back

void push_back(const T& val = T())
{ 是否扩容//if (_finish == _endofstorage)//{//	size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;//	reserve(newcapacity);//}//*_finish = val;//++_finish;// 复用insertinsert(_finish, val);
}

删

erase

iterator erase(iterator pos)
{assert(pos >= _start && pos < _finish);// 往前挪动数据iterator it = pos + 1 ;while (it != _finish){*(it - 1) = *it;it++;}// 更新size--_finish;return pos;
}

pop_back

void pop_back()
{// 复用erase, 传参_finish - 1erase(--end());}

查 && 改

swap

void swap(vector<T>& tem)
{std::swap(_start, tem._start);std::swap(_finish, tem._finish);std::swap(_endofstorage, tem._endofstorage);}

operator[]


T& operator[](size_t n)
{return _start[n];
}const T& operator[](size_t n)const 
{return _start[n];
}

源码

#pragma once#include<assert.h>
#include<iostream>namespace muyu
{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(){}vector(int n, const T& val = T()) // 缺省值给	T的默认构造出来的对象{resize(n, val);}template <class InputIterator>vector(InputIterator first, InputIterator last){int n = last - first;resize(n);int i = 0;while (first != last){_start[i++] = *first;first++;}}vector(const vector<T>& tem){// 找一块新空间 -- 外部深拷贝_start = new T[tem.capacity()];// memcpy(_start, tem._start, tem.capacity); -- 内部浅拷贝, 是错误的for (int i = 0; i < tem.size(); i++) // 内部深拷贝{_start[i] = tem[i];}// 更新size 和 capacity_finish = _start + tem.size();_endofstorage = _start + tem.capacity();}~vector(){// 释放空间delete[] _start;// 置空_start = _finish = _endofstorage = nullptr;}const size_t size()const{return _finish - _start;}const size_t capacity()const{return _endofstorage - _start;}void reserve(size_t n){assert(n > 0);if (n > capacity()){size_t sz = size();  // 应该先保存一份sz <== _start会发生变化T* tem = new T[n];// 拷贝数据// memcpy(tem._start, _start, n); // 内部浅拷贝for (int i = 0; i < size(); i++){tem[i] = _start[i]; //调用了T的赋值, 从而实现深拷贝}// 更新_startdelete[] _start;_start = tem;// 更新size 和 capacity_finish = _start + sz;_endofstorage = _start + n;}}void resize(size_t n, const T& val = T()){assert(n > 0);if (size() > n){_finish = _start + n;}else{reserve(n); // 先开n个空间// 从_finish位置开始初始化for (int i = size(); i < size() + n; i++){_start[i] = val;}// 改变_finish_finish = _finish + n;}}void push_back(const T& val = T()){ 是否扩容//if (_finish == _endofstorage)//{//	size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;//	reserve(newcapacity);//}//*_finish = val;//++_finish;insert(_finish, val);}void insert(iterator pos, const T& val = T()){assert(pos >= _start && pos <= _finish);size_t len = pos - _start; // 在扩容前, 先保存一下pos的相对位置, 以免异地扩容, _start发生变化, 导致pos迭代器失效// 是否扩容if (_finish == _endofstorage){size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newcapacity);pos = _start + len; // 扩容后, 更新pos}// 往后挪动数据iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){*(end + 1) = *end;end--;}// 插入*pos = val;_finish = _finish + 1;}T& operator[](size_t n){return _start[n];}const T& operator[](size_t n)const {return _start[n];}void swap(vector<T>& tem){std::swap(_start, tem._start);std::swap(_finish, tem._finish);std::swap(_endofstorage, tem._endofstorage);}iterator erase(iterator pos){assert(pos >= _start && pos < _finish);iterator it = pos + 1 ;while (it != _finish){*(it - 1) = *it;it++;}--_finish;return pos;}void pop_back(){// 复用erase, 传参_finish - 1erase(--end());}// 现代写法 -- 传值传参, 巧借拷贝构造T& operator=(const T tem){swap(tem);return *this;}private:iterator _start = nullptr; // 相当于string类中的 _striterator _finish = nullptr; // 相当于string类中的 _sizeiterator _endofstorage = nullptr; // 相当于string类中的 _capacity};
}

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