hello，各位小伙伴，本篇文章跟大家一起学习《C++：vector的模拟实现》，感谢大家对我上一篇的支持，如有什么问题，还请多多指教 ！

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:maple_leaf:全代码:maple_leaf:讲解:leaves:一个类`vector`和一个结构体`Reverse_iterator`:leaves:`vector`的迭代器:leaves:`vector`的成员函数:leaves:析构函数:leaves:迭代器:leaves:交换函数:leaves:赋值重载函数:leaves:`vector`相关的容器函数:leaves:`reserve`函数:leaves:resize函数:leaves:[]重载函数:leaves:尾插函数和尾删函数:leaves:erase函数:leaves:插入函数 :maple_leaf:反向迭代器对正向迭代器的复用

🍁全代码

#pragma once#include<iostream>#include <assert.h>#include <stdbool.h>using namespace std;namespace My_vector{ // 适配器 -- 复用template<class Iterator, class Ref, class Ptr>struct Reverse_iterator{ Iterator _it;typedef Reverse_iterator<Iterator, Ref, Ptr> Self;Reverse_iterator(Iterator it):_it(it){ }Ref operator*(){ Iterator tmp = _it;return *(--tmp);}Ptr operator->(){ return &(operator*());}Self& operator++(){ --_it;return *this;}Self& operator--(){ ++_it;return *this;}bool operator!=(const Self& s){ return _it != s._it;}};template <class T>class vector{ public:typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;typedef Reverse_iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;typedef Reverse_iterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;reverse_iterator rbegin(){ return iterator(end());}reverse_iterator rend(){ return iterator(begin());}const_reverse_iterator rbegin(){ return const_iterator(end());}const_reverse_iterator rend(){ return const_iterator(begin());}vector():_start(nullptr), _finish(nullptr), _endOfStorage(nullptr){ }void swap(vector<T>& v){ std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endOfStorage, v._endOfStorage);}vector<T>& operator=(vector<T> v)//c = a;{ // 直接崩掉就是因为现代的赋值运算符重载是传值传参,会调用拷贝构造构造个临时变量,拷贝构造也需要初始化swap(v);return *this;}vector(const vector<T>& v):_start(nullptr), _finish(nullptr), _endOfStorage(nullptr){ reserve(v.capacity());for (auto e : v){ push_back(e);}}template<class InPutIterator>vector(InPutIterator first, InPutIterator last){ while (first != last){ push_back((*first));++first;}}vector(initializer_list<T> a){ reserve(a.size());for (auto e : a){ push_back(e);}}vector(size_t n, const T& val = T()){ reserve(n);for (int i = 0; i < n; ++i){ push_back(val);}}~vector(){ if (_start){ delete[] _start;_start = _finish = _endOfStorage = nullptr;}}bool empty() const{ return _start == _finish;}iterator begin(){ return _start;}iterator end(){ return _finish;}const_iterator begin()const{ return _start;}const_iterator end()const{ return _finish;}size_t size()const{ return _finish - _start;}size_t capacity()const{ return _endOfStorage - _start;}void reserve(size_t n){ if (n > capacity()){ size_t oldsize = size();T* tmp = new T[n];if (_start){ for (size_t i = 0; i < oldsize; ++i)tmp[i] = _start[i];// 3. 释放旧空间delete[] _start;}_start = tmp;_finish = _start + oldsize;_endOfStorage = _start + n;}}void resize(size_t n, const T& value = T()){ if (n <= size()){ _finish = _start + n;return;}if (n > capacity()){ reserve(n);}iterator lt = _finish;_finish = _start + n;while (lt != _finish){ *lt = value;++lt;}}T& operator[](size_t i){ assert(i < size());return _start[i];}const T& operator[](size_t i)const{ assert(i < size());return _start[i];}void push_back(const T& t){ /*if (_finish == _endOfStorage){size_t newcapacity = (capacity() == 0) ? 4 : 2 * capacity();reserve(newcapacity);}*_finish = t;++_finish;*/insert(end(), t);}void popback(){ assert(_start != _finish);--_finish;}void erase(iterator pos){ assert(pos >= _start);assert(pos < _finish);iterator end = pos + 1;while (end < _finish){ *(end - 1) = *end;++end;}--_finish;}iterator insert(iterator pos, const T& t){ assert(pos >= _start);assert(pos <= _finish);// 空间不够先进行增容if (_finish == _endOfStorage){ //size_t size = size();size_t len = pos - _start;size_t newCapacity = (0 == capacity()) ? 4 : capacity() * 2;reserve(newCapacity);// 如果发生了增容，需要重置pospos = _start + len;}iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){ *(end + 1) = *end;--end;}*pos = t;++_finish;return pos;}iterator insert(iterator pos,size_t n ,const T& t){ assert(pos >= _start);assert(pos <= _finish);// 空间不够先进行增容while (_finish + n >= _endOfStorage){ //size_t size = size();size_t len = pos - _start;size_t newCapacity = (0 == capacity()) ? 4 : capacity() * 2;reserve(newCapacity);// 如果发生了增容，需要重置pospos = _start + len;}iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){ *(end + n) = *end;--end;}int cnt = 0;while (cnt < n){ *pos = t;++pos;++cnt;}_finish += n;return pos;}private:iterator _start;// 指向数据块的开始iterator _finish;// 指向有效数据的尾iterator _endOfStorage; // 指向存储容量的尾};}

🍁讲解

🍃一个类vector和一个结构体Reverse_iterator

类vector里私有成员变量有：

iterator _start;// 指向数据块的开始iterator _finish;// 指向有效数据的尾iterator _endOfStorage; // 指向所开空间的尾

结构体Reverse_iterator成员变量有：

Iterator _it;// 迭代器，因为对于反向迭代器我们可以复用正向迭代器

🍃vector的迭代器

由于迭代器类似于指针，所以我们在这里用指针代替：

// 正向迭代器typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;// 反向迭代器typedef Reverse_iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;typedef Reverse_iterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;

🍃vector的成员函数

1.默认构造函数：

vector():_start(nullptr), _finish(nullptr), _endOfStorage(nullptr){ } 2.传参构造函数

传元素个数和值（可不写，调用该类型的构造函数）

由于此原因，所以内置类型也就有了自己的默认构造函数

vector(size_t n, const T& val = T()){ reserve(n);for (int i = 0; i < n; ++i){ push_back(val);// vector的尾插成员函数}}

传迭代器区间

template<class InPutIterator>vector(InPutIterator first, InPutIterator last){ while (first != last){ push_back((*first));++first;}}

传初始化列表

vector(initializer_list<T> a){ reserve(a.size());for (auto e : a){ push_back(e);}} 3.拷贝构造函数

vector(const vector<T>& v):_start(nullptr), _finish(nullptr), _endOfStorage(nullptr){ reserve(v.capacity());for (auto e : v){ push_back(e);}}

🍃析构函数

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

🍃迭代器

// 正向迭代器iterator begin(){ return _start;}iterator end(){ return _finish;}const_iterator begin()const{ return _start;}const_iterator end()const{ return _finish;}// 反向迭代器reverse_iterator rbegin(){ return iterator(end());// 复用正向迭代器}reverse_iterator rend(){ return iterator(begin());// 复用正向迭代器}const_reverse_iterator rbegin(){ return const_iterator(end());// 复用正向迭代器}const_reverse_iterator rend(){ return const_iterator(begin());// 复用正向迭代器}

🍃交换函数

void swap(vector<T>& v){ std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endOfStorage, v._endOfStorage);}

🍃赋值重载函数

vector<T>& operator=(vector<T> v)//c = a;{ swap(v);// 复用交换函数return *this;}

🍃vector相关的容器函数

判断是否为空

bool empty() const{ return _start == _finish;} 返回vrctor的大小

size_t size()const{ return _finish - _start;} 返回该vector所开的空间

size_t capacity()const{ return _endOfStorage - _start;}

🍃reserve函数

预留空间，大大降低了数组需要被重新分配大小为了增加存储空间所用的时间，提高了效率

void reserve(size_t n){ if (n > capacity()){ size_t oldsize = size();T* tmp = new T[n];if (_start){ for (size_t i = 0; i < oldsize; ++i)tmp[i] = _start[i];// 3. 释放旧空间delete[] _start;}_start = tmp;_finish = _start + oldsize;_endOfStorage = _start + n;}}

由于重新分配空间会导致指针_start，_finish，_endOfStorage失效，所以使用了oldsize记录_start和_finish的距离。

🍃resize函数

// 扩容时可以传第二个参数value来对后面的空间初始化

void resize(size_t n, const T& value = T()){ // 缩容的情况if (n <= size()){ _finish = _start + n;return;}// 扩容的情况if (n > capacity()){ reserve(n);// 开空间}iterator lt = _finish;_finish = _start + n;while (lt != _finish){ *lt = value;++lt;}}

🍃[]重载函数

T& operator[](size_t i){ assert(i < size());// 检查是否越界访问return _start[i];}const T& operator[](size_t i)const{ assert(i < size());return _start[i];}

🍃尾插函数和尾删函数

尾插函数

void push_back(const T& t){ if (_finish == _endOfStorage)// 判断是否需要扩容{ size_t newcapacity = (capacity() == 0) ? 4 : 2 * capacity();reserve(newcapacity);}*_finish = t;++_finish;// insert(end(), t);// 复用插入函数} 尾删函数

void popback(){ assert(_start != _finish);--_finish;}

🍃erase函数

销毁函数

void erase(iterator pos){ assert(pos >= _start);// 判断是否越界assert(pos < _finish);// 判断是否越界iterator end = pos + 1;while (end < _finish){ *(end - 1) = *end;++end;}--_finish;}

🍃插入函数

插入一个元素

iterator insert(iterator pos, const T& t){ assert(pos >= _start);assert(pos <= _finish);// 空间不够先进行增容if (_finish == _endOfStorage){ //size_t size = size();size_t len = pos - _start;size_t newCapacity = (0 == capacity()) ? 4 : capacity() * 2;reserve(newCapacity);// 如果发生了增容，需要重置pos，迭代器失效问题pos = _start + len;}iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){ *(end + 1) = *end;--end;}*pos = t;++_finish;return pos;} 插入多个元素

iterator insert(iterator pos, size_t n, const T& t){ assert(pos >= _start);assert(pos <= _finish);// 空间不够先进行增容while (_finish + n >= _endOfStorage){ //size_t size = size();size_t len = pos - _start;size_t newCapacity = (0 == capacity()) ? 4 : capacity() * 2;reserve(newCapacity);// 如果发生了增容，需要重置pos，迭代器失效问题pos = _start + len;}iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){ *(end + n) = *end;--end;}int cnt = 0;while (cnt < n){ *pos = t;++pos;++cnt;}_finish += n;return pos;}

🍁反向迭代器对正向迭代器的复用

这里3个模板参数，就是为了让编译器去判断该调用什么类型返回值的成员函数

// 适配器 -- 复用// 迭代器 引用 指针template<class Iterator, class Ref, class Ptr>struct Reverse_iterator{ Iterator _it;// 成员变量，正向迭代器typedef Reverse_iterator<Iterator, Ref, Ptr> Self;// 构造函数Reverse_iterator(Iterator it):_it(it){ }Ref operator*(){ Iterator tmp = _it;return *(--tmp);}Ptr operator->(){ return &(operator*());}Self& operator++(){ --_it;return *this;}Self& operator--(){ ++_it;return *this;}bool operator!=(const Self& s){ return _it != s._it;}};

你学会了吗？

好啦，本章对于《C++：vector的模拟实现》的学习就先到这里，如果有什么问题，还请指教指教，希望本篇文章能够对你有所帮助，我们下一篇见！！！

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