一、vector介绍和使用

1.1 vector的介绍

• vector是表示可变大小数组的序列容器。
• 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。
• 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。
• 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。
• 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。
• 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。

问题：vector<char>和string有什么区别？
vector<char> 是vector以char类型为模板实例化的类模板，她一次只能对单个字符进行操作，所拥有的也是vector这个类的集体属性，而string类一次可以完成对多个字符的操作（字符串或字符），拥有字符串所具有的特性，例如+=。

1.2vector的使用

1.2.1 vector的构造函数

构造函数声明	接口说明
vector()(重点)	无参构造
vector（size_type n, const value_type& val = value_type()）	构造并初始化,n个val
vector (const vector& x); (重点)	vector (const vector& x);
vector (InputIterator first, InputIterator last);	使用迭代器进行初始化构造

1.2.2 vector iterator的使用

iterator的说明	接口说明	图示
begin+end(重点)	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

1.2.3 vector的空间问题

容量空间	接口说明
size	获取数据个数
capacity	获取容量大小
empty	判断是否为空
resize(重点)	改变vector的size
reserve (重点)	改变vector的capacity

1.2.4 vector的增删查改

操作	接口说明
push_back（重点）	尾插
pop_back （重点）	尾删
find	（注意这个是算法模块实现，不是vector的成员接口）头文件<algorithm>
sort	排序
insert	在pos之前插入val
erase	删除pos位置的数据
swap	交换两个vector的数据空间
operator[] (重点)	像数组一样访问

sort函数的使用：
sort(a.begin(), a.end(),greater<int>()); 降序排序
sort(a.begin(), a.end()); 升序排序

二、vector的深度剖析及实现

2.1 基本框架

template <typename T>
class vector
{
private:public:}

2.2 私有成员

private:T* _start = nullptr;T* _finish = nullptr;T* _end_of_storage = nullptr;

2.3 构造与赋值

	//强制使用默认构造vector() default;	//缺省形参，用n个val构造vector(size_t n, const T& val=T())	{reserve(n);for (size_t i = 0; i < n; i++){push_back(val);}}//使用[first,last)构造template <class InputIterator>	vector(InputIterator first, InputIterator last){while (first != last){push_back(*first);first++;}}//拷贝构造vector(const vector<T>& v)		{reserve(v.capacity());for (auto e : v){push_back(e);}}//使用初始化列表初始化vector(initializer_list<T> il)	{reserve(il.size());for (auto e : il){push_back(e);}}

对initializer_list()的解释:

	//赋值vector<T>& operator=(const vector& v){clear();reserve(v.capacity());for (auto e : v){push_back(e);}return *this;}vector<T>& operator=(const vector v){swap(v);return *this;}

2.4 析构函数

	//析构~vector(){if(_start)//判空{delete[] _start;_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;}}

2.5 迭代器

	//迭代器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;}

2.6 对容器大小的操作

	size_t size() const	//元素个数{return _finish - _start;}size_t capacity() const	//容量大小{return _end_of_storage - _start;}void reserve(size_t n)	//扩容操作{if (n > capacity()){size_t oldsize = size();T* temp = new T[n];//if (_start)//{//memcpy(temp, _start, sizeof(T) * n);//对字符串进行浅拷贝，会出错//delete[] _start;//}if(_start){for (size_t i = 0; i < oldsize; i++){temp[i] = _start[i];//调用赋值}delete[] _start;}_start = temp;_finish = _start + oldsize;_end_of_storage = _start + n;}}bool empty()	//判空{return size() == 0;}void swap(vector<T>& v)	//交换{std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);}

对reserve()函数的分析:

• memcpy是内存的二进制格式拷贝，将一段内存空间中内容原封不动的拷贝到另外一段内存空间中
• 如果拷贝的是自定义类型的元素，memcpy既高效又不会出错，但如果拷贝的是自定义类型元素，并且
  自定义类型元素中涉及到资源管理时，就会出错，因为memcpy的拷贝实际是浅拷贝。
  
  
  如果对象中涉及到资源管理时，千万不能使用memcpy进行对象之间的拷贝，因为memcpy是
  浅拷贝，否则可能会引起内存泄漏甚至程序崩溃。

2.7 对数据的访问

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

2.8 对容器的增删查改

	void push_back(const T& val)		//尾插{if (_finish == _end_of_storage){size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newcapacity);}*_finish = val;++_finish;//insert(end() val);       用insert()插入}void pop_back()	//尾删{assert(size()>0)_finish--;}void clear()	//清空{_finish = _start;}iterator insert(iterator pos, const T& val)	//插入{assert(pos <= _finish);//==finish就可以实现尾插assert(pos >= _start);if (_finish == _end_of_storage){size_t len = pos - _start;size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newcapacity);pos = _start + len;}iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){*(end + 1) = *end;end--;}*pos = val;_finish++;return pos;}iterator erase(iterator pos)	//删除{assert(pos < _finish);assert(pos >= _start);size_t len = pos - _start;iterator cur = pos;while (cur < _finish){*cur = *(cur + 1);cur++;}--_finish;return _start + len;}
};