手撕vector的模拟实现

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本人座右铭：欲达高峰,必忍其痛;欲戴王冠,必承其重。

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👑💎💎　💎💎👑 希望在看完我的此篇博客后可以对你有帮助哟

👑👑💎💎💎👑👑 此外，希望各位大佬们在看完后，可以互相支持，蟹蟹！
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一构造函数

二析构函数

三 size（）

四 capacity（）

五 reserve （）

六 resize （）

七 push_back（）

八 insert（）

九 erase（）

十迭代器相关函数模拟

其实对于vector 模拟实现的学习和前面的string 是一样滴，学起来简直就是 so easy!

首先需要我们对vector 这个类有一定的了解

其实vector 就是数据结构里面的顺序表

vector 里面有三个重要的指针，以下所有的模拟实现都是基于当前这三个指针进行滴，所以对着三个指针必须要深入了解

结合草图进行理解：

为了避免和库里面的vector 发生冲突，我把自己实现的vector 这个类放在一个命名空间里面

定义一个vector类：

1: 构造函数

1）无参构造函数

vector()//无参构造函数
			:_start(nullptr)
			,_finish(nullptr)
			,_enofstorage(nullptr)
		{}

之所以选择对_start _finish _enofstorage 这三个指针进行初始化为空，就是避免在后面调用析构函数的时候导致程序崩溃

2）有参构造函数

1）用 n 个 val 进行实例化

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

2）迭代器区间进行初始化：注意是可以在一个类里面再写一个模板的

template <class InputIterator>// 在一个类模板里面是支持在写一个模板函数的
		vector(InputIterator first, InputIterator last)
		{
			while (first != last)
			{
				push_back(*first);
				++first;
			}
		}

各位老铁看一下，下面问题是咋回事？？？

问题：

当对v2这个对象进行调用构造函数的时候，是可以编译通过的；但是当对v1这个对象进行构造函数调用的时候编译失败。

分析：

v2这个对象对应调用构造函数的参数的类型是 int ,string 类型，此时编译器会自动匹配最佳的函数，所以直接调用第2个构造函数；但是对于v1这个对象的调用构造函数的参数类型是 int ,int 类型此时编译器只会直接匹配第一个构造函数，之所以不匹配第2个构造函数是因为：要进行整型的提升，那编译器还不如直接走第一个构造函数的调用，但是此时的参数是int 类型不能进行解引用的所以编译器报错：非法的间接寻址

解决：

咱直接搞一个构造函数参数的类型是int int 类型的不就OK了

3）赋值运算符重载

	void swap(vector<T>& tmp)
		{
			std::swap(_start, tmp._start);
			std::swap(_finish, tmp._finish);
			std::swap(_endofstoreage, tmp._endofstoreage);
		}
		vector<T>& operator=(vector<T>& tmp)
		{
			swap(tmp);
			return *this;
		}

4）[ ] 运算符重载

	T& operator[] (const size_t pos)
		{
			assert(pos < size());//防止越界
			return _start[pos];
		}
		const T& operator[] (const size_t pos) const
		{
			assert(pos < size());//防止越界
			return _start[pos];
		}

2: 析构函数

~vector()
		{
			delete[] _start;
			_start = _finish = _enofstorage = nullptr;
		}

3:size（）

	size_t size()
		{
			return _finish - _start;//返回当前有效的数据个数
		}

4: capacity（）

	size_t capacity()
		{
			return _enofstorage - _start;//返回当前的空间容量
		}

5:reserve （）

reserve（）坑点一：野指针

注意：这个是错误的代码

分析：

对当下问题的纠正：

reserve（）坑点二：浅拷贝

借助对象v1 对v2进行实例化，以下程序会崩溃

分析：

此时2个不同对象指向同一块空间，在调用析构函数的时候，v2这个对象先销毁（符合先创建的对象后析构），当v1调用析构函数的时候，此时所指向的空间已经归还系统，因此出现野指针，造成程序的崩溃

问题的本质：memcpy（）这个函数在进行拷贝的时候是值拷贝（不管是内置类型还是自定义类型数据）

解决：对数据进行深拷贝


					//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());//err 浅拷贝
					for (size_t i = 0; i < sz; i++)
					{
						tmp[i] = _start[i];
					}

正确代码：

	void reserve(size_t n)
		{
			if (n > capacity())
			{
				size_t sz = size();//提前记录扩容之前的size（）
				T* tmp = new T[n];
				// 数据拷贝
				if (_start)
				{
					//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());//err 浅拷贝
					for (size_t i = 0; i < sz; i++)
					{
						tmp[i] = _start[i];
					}
					delete _start;
				}
				//更新
				_start = tmp;
				_finish = _start + sz;
				_enofstorage = _start + n;
			}
		}

6:resize （）

正确代码：

思考以下几个问题：

1）为什么要调用构造函数进行指定的初始化直接默认用0进行初始化不OK？？？

2）可以不用引用吗

1）之所以使用构造函数进行初始化是因为，并不确定当下T的类型是否为int，还是其他类型：char vector<vector<int>>……

2）可以不使用引用第二个参数这样写也是OK的

const T val = T（）

7: push_back（）

void push_back(const T& v)
		{
			// 是否扩容
			// _finish 进行++
			if (_finish == _enofstorage)
			{
				size_t sz = size();//记录扩容之前的size() 避免后续野指针的出现
				size_t cp = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
				T* tmp = new T[cp];
				delete[]_start;//旧空间释放
				if(_start)// 数据拷贝
				{
					memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());
				}
				// 扩容之后的更新
				_start = tmp;
				_finish = _start + sz;
				_enofstorage = _start + cp;
			}
			//数据插入
			*(_finish) = v;
			++_finish;
		}

8:insert（）

相信有很多老铁们会这样写代码吧（俺一开始就是这样搞滴）

错误代码：

遇到问题不慌不忙，咱调试走起，瞧瞧咋回事

分析：

通过调试我们发现，在没有扩容之前程序是可以正常跑起来的，但是当涉及到扩容时，就出现了随机值在。

其实这就是我们所说的迭代器的内部失效的问题，要想再对迭代器更改后进行使用，我们可以记录一下pos 迭代器相对于起始位置的偏移量，下一次再使用的时候对pos 迭代器进行更新即可

运行结果：

正确代码：

void insert(iterator  pos, const T& val)
		{
			//默认pos 位置之前进行插入
			// pos 位置是否合法
			// 是否扩容
			assert(pos >= _start);
			assert(pos < _finish);
			if (_finish == _enofstorage)
			{
				size_t sz = pos - _start;
				reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());
				pos = sz + _start;//更新迭代器
			}
			iterator end = _finish;
			while (end > pos)
			{
				*end = *(end - 1);
				--end;
			}
			*pos = val;
			++_finish;
		}

9: erase（）

咱话不多说，代码先跑起来，康康！

可能有的老铁看到当前的运行结果觉得很满意：不错不错是我预期的（试过了各个位置的删除）

但是：也有些敏锐的老铁，会觉得有了上面insert（）函数给我们的经验，erase（）函数也会涉及到迭代器实失效的问题

通过以下程序的分析结果变可以看出：

正确代码：

	void erase(iterator pos)
		{
			assert(pos >= _start);
			assert(pos <= _finish);
			//数据覆盖
			vector<int>::iterator end = pos + 1;
			while (end < _finish)
			{
				*(end - 1) = *end;
				++end;
			}
			--_finish;
		}
    while (pos != v1.end())
		{
			if (*pos % 2 == 0)
				v1.erase(pos);// 删除之后自然返回挪动数据之后的对应位置的迭代器，从而避免连续偶数的时候有没有删掉的
			else
			{
				++pos;
			}
		}

运行结果：

通过对insert() erase() 调用我们发现：都会出现迭代器失效的问题

10:迭代器相关函数模拟

typedef T* iterator; // 默认受到类域的限制，所以默认属性是private
		typedef const T* const_iterator;
		iterator _start;  // 指向数据的起始位置
		iterator _finish; // 指向最后一个数据的下一个位置
		iterator _enofstorage;// 指向剩余容量的末尾位置
		//迭代器相关实现
		iterator begin()
		{
			return _start;
		}
		iterator end()
		{
			return _finish;
		}
		const_iterator begin()const
		{
			return _start;
		}
		const_iterator end()const
		{
			return _finish;;
		}