1 Vector的介绍
1.vector是表示可变大小数组的序列容器。
2.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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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
2 Vector的使用
vector在实际中非常重要且使用，因此我们需要熟悉使用常用的接口，以下将从常用的接口入手并进行模拟实现
vector模拟实现的基本结构：
template<class T>
class vector
{
public:typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;//无参构造vector():_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstoage(nullptr){}//资源管理~vector(){if (_start){delete[] _start;_start = _finish = _endofstoage = nullptr;}}size_t size() const{return _finish - _start;}size_t capacity() const{return _endofstoage - _start;}
private:iterator _start;iterator _finish;iterator _endofstoage;
};
2.1vector的定义
//无参构造
vector():_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstoage(nullptr)
{}//拷贝构造
void swap(vector<T>& v)
{std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endofstoage, v._endofstoage);
}//vector(const vector& v)
vector(const vector<T>& v):_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstoage(nullptr)
{vector tmp(v.begin(), v.end());swap(tmp);
}//初始化n个val
vector(size_t n, const T& val = T()):_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstoage(nullptr)
{reserve(n);for (size_t i = 0; i < n; ++i){push_back(val);}
}//使用迭代化区间初始化
template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last):_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstoage(nullptr)
{while (first != last){push_back(*first);++first;}
}
2.2vector迭代器的使用
iterator begin()
{return _start;
}
iterator end()
{return _finish;
}const iterator begin() const
{return _start;
}
const iterator end() const
{return _finish;
}
2.3vector的空间增长问题
void resize(size_t n, T val = T())
{if (n > capacity()){reserve(n);}if (n > size()){while (_finish < _start + n){*_finish = val;++_finish;}}else{_finish = _start + n;}
}
void reserve(size_t n)
{size_t sz = size();if (n > capacity()){T* tmp = new T[n];if (_start){//这里会造成浅拷贝问题//memcpy(tmp, _start, size() * sizeof(T));for (size_t i = 0; i < size(); ++i){tmp[i] = _start[i];}delete[] _start; }_start = tmp;}_finish = _start + sz;_endofstoage = _start + n;}
注意：
1、我们在扩容的时候有一个小细节，capacity的容量扩容在vs和g++下分别运行是有区别的，在Vs下caoacity的扩容是按1.5倍增长的；在g++下是按2倍增长的。不能固化的认为，vector的增长都是2倍，具体增长的多少要根据需求定义。Vs是PJ盘本的STL，g++是SGI版本的STL。
//vs下
int main()
{vector<int> v;size_t sz = v.capacity();for (int i = 0; i < 100; ++i){v.push_back(i);if (sz != v.capacity()){sz = v.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << '\n';}}return 0;
}
3 vector的增删查改
3.1push_back
void push_back(const T& x){if (_finish == _endofstoage){size_t newCapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newCapacity);}*_finish = x;++_finish;//insert(end(), x);}
方法：
1、实现要考虑是否需要扩容，如果 _finish == _endofstoage 则需要扩容
2、尾插元素， ++_finish
3.2pop_back
pop_back比较简单，尾删的逻辑不是删除而是覆盖，因此只需要–_finish即可
void pop_back(){if (_finish > _start){--_finish;}//erase(end() - 1);}
3.3insert
insert插入是在pos位置之前插入x
方法：
1、判断pos位置的合法性。
2、判断是否需要扩容，如果需要扩容则注意，这里会引发迭代器失效问题。
3、 挪动数据，由后往前走，让前一个覆盖后一个。
4、插入数据，++_finish， 返回pos位置
iterator insert(iterator pos, const T& x){//检查assert(pos >= _start && pos <= _finish);//空间不够 扩容//扩容以后 pos就失效了if (_finish == _endofstoage){//使用相对距离来计算确定pos位置size_t n = pos - _start;size_t newCapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newCapacity);pos = _start + n;}//挪动数据iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){*(end + 1) = *end;--end;}*pos = x;++_finish;return pos;}
3.4erase
erase是删除pos位置的数据
方法：
1、判断pos位置的合法性。
2.、拿到pos位置下一个位置的迭代器，从前往后，后一个覆盖前一个。
3、最后–_finish，返回pos位置
iterator erase(iterator pos){assert(pos >= _start && pos <= _finish);iterator it = pos + 1;while (it != _finish){*(it - 1) = *it;++it;}--_finish;return pos;}
3.5operator[ ]
重载的operator [ ] 就是取到pos位置对应的数据即可，比较简单
T& operator[](size_t pos){assert(pos < size());return _start[pos];}const T& operator[](size_t pos) const{assert(pos < size());return _start[pos];}
