目录
vector的使用
vector的定义
vector iterator的使用
vector空间增长问题
vector增删查改
vector深度剖析及模拟实现
vector核心接口模拟实现
使用memcpy拷贝问题
迭代器失效问题
vector的使用
vector的定义
C++中，vector是一个模版，第一个参数是类型T，第二个参数暂且不考虑。
vector<int> v; 我们可以通过上面这句代码将参数T给成int，那么vector中所包含的元素就是int。
（重点）1.vector()
无参构造
（重点）2.vector (const vector& x)
拷贝构造
3.vector（size_type n, const value_type& val = value_type()）
构造并初始化n个val
4.vector（size_type n, const value_type& val = value_type()
使用迭代器进行初始化构造
vector iterator的使用
（重点）1.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
2.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空间增长问题
1.size和capacity
size用来获取数据个数，capacity获取容量大小
2.empty
判断是否为空
（重点）3.resize
改变vector的size
（重点）4.reserve
改变vector的capacity
关于空间增长问题，有几个点需要注意：
1.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。这个问题经常会考察，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。
2.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。
3.resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size。
测试vector的扩容机制
void TestVectorExpand()
{
size_t sz;
vector<int> v;
sz = v.capacity();
cout << "making v grow:\n";
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
v.push_back(i);
if (sz != v.capacity())
{
sz = v.capacity();
cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
}
}
}在vs2019下的运行结果：
结论：vs下使用的STL基本是按照1.5倍方式扩容！
在g++下的运行结果：
结论：linux下使用的STL基本是按照2倍方式扩容！
//如果已经确定vector中要存储元素大概个数，可以提前将空间设置足够
//就可以避免边插入边扩容导致效率低下的问题了
void TestVectorExpandOP()
{
vector<int>v;
size_tsz=v.capacity();
v.reserve(100);//提前将容量设置好，可以避免一遍插入一遍扩容
cout<<"making bar grow:\n";
for(inti=0;i<100;++i)
{
v.push_back(i);
if(sz!=v.capacity())
{
sz=v.capacity();
cout<<"capacity changed: "<<sz<<'\n';
}
}
}vector增删查改
（重点）1.push_back
尾插
（重点）2.pop_back
尾删
注意，vector未提供头插头删，因为那样效率很低！
3.find
查找。（注意这个是算法模块实现，不是vector的成员接口）
4.insert
在position之前插入val
5.erase
删除position位置的数据
6.swap
交换两个vector的数据空间
7.operator[ ]
像数组一样访问。越界时会发生assert报错！
更进一步：
除了将vector中的参数T初始化为int、double等内置类型外，还可以将其初始化为string、vector<int>等。
void test_vector()
{
vector<string> v;
string s1("苹果");
v.push_back(s1);
v.push_back(string("香蕉"));
v.push_back("草莓");
}vector<vector<int>> v;下面画出这个的示意图，以便理解：
对于vector<vector<int>> v这种，我们可以把它看成一个二维数组，可以通过v[i][j]的形式去访问其成员，那么我们难免会联想到二维数组的访问也是v[i][j]这种形式，那它们有区别吗？其实，它们的区别很大！
对于静态的二维数组，v[i][j]其底层是一个一维数组，数组名v表示第一行的地址，v+i表示第i行地址（从0行开始），*(v+i)表示第i行第一个元素的地址，*(*(v+i)+j)表示第i行第j个元素，即v[i][j]。
对于vector<vector<int>> v，v[i][j]可以看成两次函数调用，第一次调用相当于vv.operator[](i)，其返回值为vector<int>对象，第二次调用相当于vv.operator[](i).operator[](j)。
vector深度剖析及模拟实现
如果按照之前string的习惯，start就是a，finish就是a+size，end_of_storage就是a+capacity。
vector核心接口模拟实现
#include <assert.h>
namespace ghs
{
template<class T>
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
const_iterator begin()const
{
return _start;
}
const_iterator end()const
{
return _finish;
}
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
vector()
{}
//v2(v1)
vector(const vector<T>& v)
{
reserve(v.capacity());
//引用，防止深拷贝
for (auto& ch : v)
{
push_back(ch);
}
}
//vector<int> v = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
vector(initializer_list<T> il)
{
reserve(il.size());
for (auto e : il)
{
push_back(e);
}
}
//类模板的成员函数可以是函数模版
template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
//const T& val = T() 构造匿名对象
vector(size_t n, const T& val = T())
{
reserve(n);
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
//和上面的构成重载
vector(int n, const T& val = T())
{
reserve(n);
for (int i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
void swap(vector<T>& v)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
}
//v1 = v3,v是v3的拷贝
vector<T>& operator=(vector<T> v)
{
swap(v);
return *this;
}
size_t capacity()const
{
return _endofstorage - _start;
}
size_t size()const
{
return _finish - _start;
}
~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 reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
T* tmp = new T[n];
size_t old_size = size();
//memcpy(tmp, _start, old_size * sizeof(T));
for (size_t i = 0; i < old_size; i++)
{
tmp[i] = _start[i];//这样如果T是string，走的深拷贝
}
delete[] _start;
_start = tmp;
_finish = _start + old_size;
_endofstorage = _start + n;
}
}
void resize(size_t n, const T& val = T())
{
if (n > size())
{
reserve(n);
//插入
while (_finish < _start + n)
{
*_finish = val;
_finish++;
}
}
else
{
//删除
_finish = _start + n;
}
}
void push_back(const T& val)
{
if (_finish == _endofstorage)
{
reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
}
*_finish = val;
_finish++;
}
void pop_back()
{
/*assert(!empty());
--_finish;*/
erase(--end());
}
bool empty()
{
return _start == _finish;
}
void insert(iterator pos, const T& val)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finish);
if (_finish == _endofstorage)
{
size_t len = pos - _start;
reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
//如果扩容了，要更新pos
pos = _start + len;
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
end--;
}
*pos = val;
_finish++;
}
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finish);
iterator it = pos + 1;
while (it < _finish)
{
*(it - 1) = *it;
++it;
}
--_finish;
//返回pos，用于迭代器更新
return pos;
}
private:
iterator _start = nullptr;
iterator _finish = nullptr;
iterator _endofstorage = nullptr;
};
template<class T>
void print_vector(const vector<T>& v)
{
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
{
cout << v[i] << " ";
}
cout << endl;
//加一个typename，告诉编译器后边那个是一个类型，否则报错
//typename vector<T>::const_iterator it = v.begin();
/*auto it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
for (auto c : v)
{
cout << c << " ";
}
cout << endl;*/
}
}使用memcpy拷贝问题
假设模拟实现的vector中的reserve接口中，使用memcpy进行的拷贝，以下代码会发生什么问题？
void testvector()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
v1.push_back(5);
v1.push_back(6);
v1.push_back(7);
v1.push_back(8);
}1. 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。
2. 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。
结论：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。
在上面我们自己模拟实现的扩容接口中：
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
T* tmp = new T[n];
size_t old_size = size();
//memcpy(tmp, _start, old_size * sizeof(T));
for (size_t i = 0; i < old_size; i++)
{
tmp[i] = _start[i];//这样如果T是string，走的深拷贝
}
delete[] _start;
_start = tmp;
_finish = _start + old_size;
_endofstorage = _start + n;
}
}我们使用for循环赋值的方式进行拷贝，这样即使T是自定义类型，比如是string，那么会去调string的赋值，string的赋值是深拷贝。
迭代器失效问题
迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了封装，比如：vector的迭代器就是原生态指针T* 。因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃)。
对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有：
1. 会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效，比如：resize、reserve、insert、assign、push_back等。
2. 指定位置元素的删除操作--erase
erase删除pos位置元素后，pos位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上讲迭代器不应该会失效，但是：如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时，vs就认为该位置迭代器失效了。
下面实现了删除vector中偶数的功能:
void testvector()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
v1.push_back(5);
v1.push_back(6);
v1.push_back(7);
v1.push_back(8);
print_vector(v1);
//删除偶数
vector<int>::iterator it = v1.begin();
while (it != v1.end())
{
if (*it % 2 == 0)
{
it = v1.erase(it);
}
else
{
++it;
}
}
print_vector(v1);
}其中，我们每次使用了it = v1.erase(it);更新迭代器。
迭代器失效解决办法：在使用前，对迭代器重新赋值即可。
