C++实现vector

目录

前言

1.成员变量

2.成员函数

2.1构造函数

2.2析构函数

2.3begin,end

2.4获取size和capacity

2.5函数重载【】

2.6扩容reserve

2.7resize

2.8insert

2.9删除

2.10尾插、尾删

3.0拷贝构造函数

3.1赋值运算符重载

前言

自主实现C++中vector大部分的功能可以使我们更好的理解并使用vector。本篇我们只会实现最常用的，因为我们的目的不是要超越或则弄一个一模一样的，而是去理解。

1.成员变量

我们先来看看vector中的成员变量，在这里我们定义了3个成员变量，并为了安全性的考量给它们的权限定位private。我们知道vector是顺序表的意思，而顺序表的底层是由数组来实现的，所以我们第一个变量_start的意思是数组的头部位置，大家可能会很疑惑，数组的头部位置不是应该用指针吗，这里为什么用迭代器类型呢？

其实这里没啥门道，我们得知道迭代器的本质类型其实是由其它类型的typedef过来的，像这里我们这样用是因为我们typedef的就是指针类型。

T是我们类模板的类型，这样可以保证我们的vector不受类型限制，而T*不就是我们的指针类型吗，这里typedef了两个，第二个我们是用const修饰的，这是因为会有将vector定义成const属性的情况。

知道了这些之后我们就好理解了，_start指向开头，_finish指向结尾，_endofstorage指向空间边界。

2.成员函数

2.1构造函数

因为我们的构造不涉及深拷贝以及动态开辟空间，而且我们的成员变量都已经附上初始值了，所以单纯的无参构造就不需要写任何东西了。

2.2析构函数

我们的析构函数也很简单，我们只需要delete掉_start，然后将这3个变量赋为空就行了。

2.3begin,end

begin和end我们要写两种的原因跟上面一样，是为了应对常属性的情况。

2.4获取size和capacity

这两个实现也很简单，光看代码就能理解。

2.5函数重载【】

这个操作也很简单，我们只需要断言一下pos是否超出有效范围，正常的话就返回那个值就可以了。

2.6扩容reserve

reserve是我们的扩容操作，所以我们先看看是否大于我们的空间，大就扩容，小就不操作，

我们先定义一个old_size来记录我们的原先数组的有效元素个数，然后再定义一个tmp来充当中转站，然后用for循环直接将_start里的每一个元素赋值给tmp，然后就可以将原先的数组空间清楚了，然后我们再把_start跟tmp相等,_finish、_endofstorage调成对应的就可以了。出这个函数我们的tmp指针是会自动销毁的，但空间是动态开辟的所以不需要担心泄露或野指针的问题。

2.7resize

resize可以控制我们有效元素的个数，如果扩大的个数超过空间大小还会进行扩容操作，这里唯一需要解释一下的就是第二个参数了，第二个参数的设计很巧妙，我们知道第二个参数是为了应付增加有效元素个数准备的，比如这个参数你传的是0，那么就用0来填补数组，所以问题也就来了，我们除了基本类型以外还有可能是类的类型，而这两种类型给的缺省值方式是不一样的，那要怎么做到一个统一呢？

C++提供了一种方法，就是创建匿名对象，C++是支持int a = int(),这种写法的，所以我们就可以利用这一点将基本类型和引用类型的差异给解决。

2.8insert
//插入insert
		void insert(iterator pos, const T& val)
		{
			assert(pos >= _start);
			assert(pos <= _finish);

			//扩容
			if (_finish == _endofstorage)
			{
				size_t len = pos - _start;
				reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
				//刷新pos
				pos = _start + len;
			}

			//插入数据
			iterator it = _finish - 1;
			while (pos <= it)
			{
				*(it + 1) = *it;
				it--;
			}
			*pos = val;
			_finish++;
		}
插入操作也很简单，我们第一步要进行断言操作，你总不能随便传一个下标值吧，然后我们要判断一下是否需要扩容，扩容阶段结束后就到了插入数据的时候了，整个插入过程其实非常朴素，没有什么难点。

2.9删除

删除操作就更简单了，还是先断言，但我们要注意，这次pos不能等于_finish,因为插入操作的情况下，我们的pos如果是_finish可以理解为它是进行尾插，但是删除总不能把'\0'给删除吧。只要理解了这个，剩下的代码就很好理解了，我不说大家都能看懂。

2.10尾插、尾删

尾插和尾删我们都可以采用现代方法来写，也就是吃现成的。

3.0拷贝构造函数

一般的拷贝构造函数我们可以这么去写，这种思路很巧妙代码也很容易看懂。重点是我们下面几种的拷贝构造函数。

这种写法可以支持我们的list像数组一样赋值，因为单参数传参会有隐式类型转换，我们括号里的内容会被转换成initializer_list<T>类型，然后就可以像上一步部一样操作了。注意这里是用auto&，这是为了避免像string这种类型出差错而采用的别名。

上面这种是因为STL标准库中vector也有这样一中重载写法，它是采用迭代器来进行传值，first和last都是我们的迭代器类型。写成模板是因为迭代器还有一种const属性的。

这是重载的另一种版本，开n个空间的大小，用第二个参数自动填充，为什么要写两个呢，第一个n的类型是size_t,第二个n的类型是int，这是因为倘若我们传两个int类型的，如果没有下面这种它就要进行类型转换，但是我们上面还有一种函数模板，所以我们的编译器此时就会去使用那个函数模板，但是那个我们是针对迭代器类型的，所以结果会发生什么大家应该都猜到了吧，所以为了规避那种情况我们就重载了两个方式。

3.1赋值运算符重载

赋值运算符重载我们借用了拷贝构造函数，因为我们的参数是形参且没有使用引用，所以会自动调用拷贝构造函数，然后我们直接交换数据就可以了。由于v是拷贝构造出来的，数以改变v不会对原对象有任何影响，且其生命周期只在这个函数内，出了这个函数就自动调用析构函数销毁了。