vector的学习
(一)vector的接口了解(1)简单了解(2)查文档(3)常用插入、删除接口(4)reserve与resize(5)operator[] (二)vector常用接口的实现(1)stl30、vector源码(部分)(2)实现(3)迭代器失效 (三)了解学习完string后vector与list就能很快上手,它们的接口大致相同,string还要更复杂一些。
(一)vector的接口了解
(1)简单了解
简单的来说vector就是一个顺序表,但由于模版的特性,他会生成存储不同类型数据的顺序表,并且库里实现是使用三个指针来操作的,下面我们也会跟着库里来实现。
(2)查文档
首先list与vector是在容器的这一块里面,它可以储存各种数据。
void test1(){vector<int> v1(10, 1);for (auto e : v1){cout << e << ' ';}//һ˳cout << endl;vector<int>::iterator it = v1.begin();while (it != v1.end()){cout << *it << ' ';it++;}cout << endl;cout << v1.size() << endl;cout << v1.capacity() << endl;vector<int> v2(v1);for (auto e : v2){cout << e << ' ';}}//vector
库里的使用:
下面的数组也是支持初始化的,这里需要注意一下。
(3)常用插入、删除接口
这一块跟string是一摸一样的,我们就简单的调过了,但这只是我跳过了,大家下来还是需要去熟悉下这些接口的。
(4)reserve与resize
1、简单的来说reserve就是提前开好空间,因为我们在使用vector时不免会频繁扩容,如果我们知道需要多少空间的话我们可以提前开好,减少扩容的消耗,根据文档我们也知道,如果我们申请的空间小于我们原来的空间它不会缩容。
2、reszie是我们不光可以开空间,还可以初始化,这里需要注意的是:
假如我们输入的空间为n,这里有三种情况:
1、n小于size,这里是会将我们的数据清除,只剩下n个,但是容量是坚决不缩。
2、n>size&&n<capacity,这里resize会将size后面size-n个初始化,容量是坚决不缩。
3、n>capacity,这里则会扩容加初始化。
void test2(){vector<int> v1(10, 1);cout << v1.size() << ':' << v1.capacity() << endl;v1.resize(20, 1);cout << v1.size() << ':' << v1.capacity() << endl;for (auto& e: v1){cout << e << ' ';}cout << endl;v1.resize(15);cout << v1.size() << ':' << v1.capacity() << endl;for (auto& e : v1){cout << e << ' ';}cout << endl;v1.reserve(100);cout << v1.size() << ':' << v1.capacity() << endl;}//resizereserve
这是我自己的测试。
(5)operator[]
这一块简单的来说就是支持我们像数组一样用[]访问,第一个版本支持我们修改。
我们再结合vector是存储数据的容器,它也是可以存储自定义类型的,那假如我们再存一个vector,就可以实现类似于二维数组一样的结构。
void test3(){vector<int> v1(10, 4);for (int i = 0; i < v1.size() - 1; i++){cout << v1[i] << ' ';}vector<int> v(5, 1);vector<vector<int> > vv(10, v);for (int i = 0; i < vv.size(); i++){for (int j = 0; j < v.size(); j++){cout << vv[i][j] << ' ';}cout << endl;}}//[]
这里表示的就是一个10行5列且元素全为1的矩阵了。
其他的接口我就不多说了,大家看看文档就好。
(二)vector常用接口的实现
(1)stl30、vector源码(部分)
template <class T, class Alloc = alloc>class vector {public: typedef T value_type; typedef value_type* pointer; typedef const value_type* const_pointer; typedef value_type* iterator; typedef const value_type* const_iterator; typedef value_type& reference; typedef const value_type& const_reference; typedef size_t size_type; typedef ptrdiff_t difference_type;#ifdef __STL_CLASS_PARTIAL_SPECIALIZATION typedef reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator; typedef reverse_iterator<iterator> reverse_iterator;#else /* __STL_CLASS_PARTIAL_SPECIALIZATION */ typedef reverse_iterator<const_iterator, value_type, const_reference, difference_type> const_reverse_iterator; typedef reverse_iterator<iterator, value_type, reference, difference_type> reverse_iterator;#endif /* __STL_CLASS_PARTIAL_SPECIALIZATION */protected: typedef simple_alloc<value_type, Alloc> data_allocator; iterator start; iterator finish; iterator end_of_storage; void insert_aux(iterator position, const T& x); void deallocate() { if (start) data_allocator::deallocate(start, end_of_storage - start); } void fill_initialize(size_type n, const T& value) { start = allocate_and_fill(n, value); finish = start + n; end_of_storage = finish; }public: iterator begin() { return start; } const_iterator begin() const { return start; } iterator end() { return finish; } const_iterator end() const { return finish; } reverse_iterator rbegin() { return reverse_iterator(end()); } const_reverse_iterator rbegin() const { return const_reverse_iterator(end()); } reverse_iterator rend() { return reverse_iterator(begin()); } const_reverse_iterator rend() const { return const_reverse_iterator(begin()); } size_type size() const { return size_type(end() - begin()); } size_type max_size() const { return size_type(-1) / sizeof(T); } size_type capacity() const { return size_type(end_of_storage - begin()); } bool empty() const { return begin() == end(); } reference operator[](size_type n) { return *(begin() + n); } const_reference operator[](size_type n) const { return *(begin() + n); } vector() : start(0), finish(0), end_of_storage(0) {} vector(size_type n, const T& value) { fill_initialize(n, value); } vector(int n, const T& value) { fill_initialize(n, value); } vector(long n, const T& value) { fill_initialize(n, value); } explicit vector(size_type n) { fill_initialize(n, T()); } vector(const vector<T, Alloc>& x) { start = allocate_and_copy(x.end() - x.begin(), x.begin(), x.end()); finish = start + (x.end() - x.begin()); end_of_storage = finish; }#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
这里只是给大家看一下产品级的代码长啥样,我们的水平还是不足的,当然我们也可以从中学到一部分对吧。
在这一部分中我们可以看到,库里是用三个指针来操作我们的顺序表,start、finish、end_of_storage。size就是finish-start,capacity就是end_of_storage-finish。
(2)实现
.h
#include<iostream>#include<assert.h>#include<stdbool.h>using namespace std;namespace TSY{template<class T>class vector{public:typedef T* iterator;size_t size(){return _finsh - _start;}size_t capacity(){return _end_of_storage - _start;}size_t size()const{return _finsh - _start;}size_t capacity()const{return _end_of_storage - _start;}void reserve(size_t n){if (n > capacity()){size_t oldsize = size();T* tmp = new T[n];memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * oldsize);delete[] _start;_start = tmp;_finsh = _start + oldsize;_end_of_storage = _start + n;}}void push_back(const T& x){if (_finsh == _end_of_storage){reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());}*_finsh = x;_finsh++;}T& operator[](size_t n){return *(_start + n);}const T& operator[](size_t n)const{return *(_start + n);}iterator begin(){return _start;}iterator end(){return _finsh;}const iterator begin()const{return _start;}const iterator end()const{return _finsh;}void pop_back(){_finsh--;}iterator insert(iterator pos, const T& x){assert(pos >= _start);assert(pos <= _finsh);if (_finsh == _end_of_storage){size_t k = pos - _start;reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());pos = _start + k;}iterator end = _finsh - 1;while (end >= pos)//{*(end + 1) = *end;end--;}*pos = x;_finsh++;return pos;}bool empty(){return _finsh == _start;}void resize(size_t n, T val = T())//n<size/ n>size&&n<capacity n>capacity{if (n < size()){_finsh = _start + n;}else{reserve(n);while (n > size()){*_finsh = val;_finsh++;}}}void erase(iterator pos){assert(pos >= _start);assert(pos < _finsh);iterator cur = pos+1;while (cur != end()){*(cur - 1) = *cur;cur++;}--_finsh;}vector(){}vector(const vector<T>& v){reserve(v.size());for (auto e : v){push_back(e);}}void swap(vector<T> v){std::swap(_start, v._start);std::swap(_finsh, v._finsh);std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);}vector<T> operator=(vector<T> v){//clear();swap(v);return *this;}void clear(){_finsh = _start;}vector(size_t n, const T& val = T()){reserve(n);while (n--){push_back(val);}}vector(int n, const T& val = T()){reserve(n);while (n--){push_back(val);}}~vector(){if (_start){delete[] _start;_start = _finsh = _end_of_storage = nullptr;}}private:iterator _start = nullptr;iterator _finsh = nullptr;iterator _end_of_storage = nullptr;};template<class T>void print_vector(const vector<T>& v){auto it = v.begin();while (it != v.end()){cout << *it <<" ";it++;}cout << endl;for (auto e : v){cout << e << " ";}cout << endl;}void test1(){vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_back(5);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << ' ';}cout << endl;vector<int>::iterator it = v.begin();while (it != v.end()){cout << *it << ' ';it++;}cout << endl;for (auto& e : v){cout << e << ' ';}cout << endl;vector<int>::iterator iit = v.begin();iit = v.insert(iit + 2, 3);for (auto& e : v){cout << e << ' ';}cout << endl;}void test2(){vector<int> v;v.insert(v.begin(), 1);v.insert(v.begin(), 1);v.insert(v.begin(), 1);v.insert(v.begin(), 1);v.insert(v.begin(), 1);for (auto& e : v){cout << e << ' ';}cout << endl;/*v.resize(20, 2);for (auto& e : v){cout << e << ' ';}cout << endl;*/v.erase(v.begin());v.erase(v.begin());v.erase(v.begin());v.erase(v.begin());v.erase(v.begin());//v.erase(v.begin());for (auto& e : v){cout << e << ' ';}cout << endl;}void test3(){vector<int> v;for (int i = 0; i < 5; i++){v.push_back(i);}print_vector(v);}void test4()//캯{vector<int> v1;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}print_vector(v1);cout << endl;vector<int> v2(v1);print_vector(v2);cout << endl;vector<int> v3 = v1;print_vector(v3);}void test5(){vector<int> v(10, 1);print_vector(v);}}
.cpp
#include"vector.h"int main(){TSY::test5();return 0;}
在.cpp文件调用接口即可。
(3)迭代器失效
在这里,迭代器失效我们可以理解为出现了野指针,或者指针不指向我们想要的位置,但是有些容器的迭代器并非指针,只是vector这里与string指针,下一节的list的迭代器就不是单纯的指针。
例如这一块:
如果我们将_start = tmp;
_finsh = _start + oldsize;
换一个顺序就会出现问题,我们先让finsh等于start+size的话,start就是野指针。
在日常使用中常见的野指针会出现在erase与insert处,例如
当我们原本想要删除4的时候,这里出现了错位,为了解决这里的问题官方给了返回值
这里返回下一个位置的迭代器。
insert同理。
(三)了解
既然我们知道string也是用顺序表存储的,那么vector里的元素类型变为char不就变成了string,官方为什么还要写一个string呢?
有没有这样想的同学,之所以会出现string有很大一部分原因是因为\0,vector是不会结尾补充\0的