网站建设公司广告,wordpress新闻模板,深圳企业排行,地名网站建设方案STL讲解——模拟实现vector
vector深度剖析 在STL源码中#xff0c;发现vector定义的并不是 start、size、capacity#xff0c;而是start、finish、end_of_storage. 这样就可以得到size()和capacity()。 sizefinish-start capacityend_of_storage-start 扩容可能是本地扩容也…STL讲解——模拟实现vector
vector深度剖析 在STL源码中发现vector定义的并不是 start、size、capacity而是start、finish、end_of_storage. 这样就可以得到size()和capacity()。 sizefinish-start capacityend_of_storage-start 扩容可能是本地扩容也可能是异地扩容但大约是扩容1.5倍-2倍vs是扩容1.5倍g是2倍
设计一个框架
namespace tom
{templateclass Tclass vector{public:vector():_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr){}//一个类模板的成员函数又可以是一个函数模板套娃可以在模板类里面再上增加模板类~vector(){if (_start){delete[] _start;_start _finish _endofstorage nullptr;}}private:iterator _start;iterator _finish;iterator _endofstorage;};
}这里设计的构造函数和拷贝构造一定要初始化列表把所有的成员都初始称nullptr不初始化的话就是随机地址这样没法正常赋值和析构。 析构函数一定要用delete[ ] start不要忘记‘[ ]’ 查一下std::vector的构造函数有哪些。发现有迭代器实现的可以初始化的还有拷贝构造。
我们也添加一下
namespace tom
{templateclass Tclass vector{public:typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;vector():_start(nullptr), _finish(NULL), _endofstorage(NULL){}vector(size_t n, const T val T()){reserve(n);for (size_t i 0; i n; i){push_back(val);}}vector(int n, const T val T()){reserve(n);for (int i 0; i n; i){push_back(val);}}//一个类模板的成员函数又可以是一个函数模板套娃可以在模板类里面再上增加模板类template class InputIteratorvectorT(InputIterator first, InputIterator last):_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr){while (first ! last){push_back(*first);first;}}void swap(vector v){std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);}//vector(const vector v) 这样写也可以的vectorT(const vectorT v)//回顾一下拷贝构造和复制构造不用加T.:_start(nullptr)//一定要初始化不然会给随机值析构随机地址会报错的, _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr){_start new T[v.capacity()];//经典写法_finish _start v.size();_endofstorage _start v.capacity();memcpy(_start, v._start, v.size() * sizeof(T));}//vector operator(vector v)vectorT operator(vectorT v)//推荐写这个好理解{swap(v);return *this;}size_t size() const{return _finish - _start;}size_t capacity() const{return _endofstorage - _start;}~vector(){if (_start){delete[] _start;_start _finish _endofstorage nullptr;}}private:iterator _start;iterator _finish;iterator _endofstorage;};
}还设计了size与capacity。
注意
1、构造函数重载是如果只有一个vector(size_t n, const T val T()) 和 vector(InputIterator first, InputIterator last)是不行的比如vector v1(16,5);时这该怎么办调用哪一个呢编译器会直接调用迭代器调用的因为构造函数的两个参数的类型完全一致。这个时候我们要再重载一个vector(int n, const T val T())的就不会出现这种情况了。 2、可以在模板类里面再上增加模板类一个类模板的成员函数又可以是一个函数模板。 3、我们要写一个赋值构造就需要运算符重载一下 ‘’ 不然会出现浅拷贝自定义类型涉及到资源开辟就会析构报错。 4、还可以用拷贝构造复制构造可以用现代写法因此我们也要重载一个内部 swap( )函数可以减少三次深拷贝。
增、删、查、改
迭代器 iterator begin(){return _start;}const_iterator end() const{return _finish;}const_iterator begin() const{return _start;}iterator end(){return _finish;}有了迭代器就方便后面的循环与增删查改了
void reserve(size_t n){if (n capacity()){T* tmp new T[n];int old_sizesize();if (_start){memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());delete[] _start;}_start tmp;_finish _start old_size;_endofstorage _start n;}}void resize(size_t n, const T val T()){if (n size()){_finish _start n;}else{if (n capacity()){reserve(n);}while (_finish ! _start n){*_finish val;_finish;}}}void push_back(const T x){if (_finish _endofstorage){size_t new_capacity capacity() 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(new_capacity);}*_finish x;_finish;}void pop_back(){if (_start _finish){--_finish;}}iterator insert(iterator pos, const T x){assert(pos _start);assert(pos _finish);if (_finish_endofstorage)//必须这么写不然会pos迭代器失效{size_t len pos - _start;reserve(capacity()0?4:capacity()*2);pos _start len;}iterator end _finish;//必须写在扩容后面因为另开辟空间会更改finishwhile (end pos){*(end) *(end-1); --end;}*pos x;_finish;return pos;}iterator erase(iterator pos)//会引发迭代器失效{assert(pos _start);assert(pos _finish);iterator start pos1;iterator end _finish;while (start end){*(start - 1) *start;start;}--_finish;return pos;}增
第一个问题就是扩容问题 设计一个resize在设计一个reserve函数进行扩容第一个可以扩容初始化第二个只是单纯扩容。 在这里用的是memcpy进行拷贝。扩容的时候要记得记录一下原来的size大小如果原地扩容还好异地扩容就会有天然之别换了换了所有的地址这时候start、finish、endofstorage都要更改. resize可以复用一下reserve函数然后再初始化赋值。 接下来就是设计push_back()、insert(pos,x)函数先判断是否超出capacity如果超出就进行扩容1.5-2倍。
void reserve(size_t n){if (n capacity()){T* tmp new T[n];int old_sizesize();if (_start){memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());delete[] _start;}_start tmp;_finish _start old_size;_endofstorage _start n;}}insert函数先检查容量容量不够扩容再移动数据如果空间足够直接移动数据。但是要记得一件事有可能会出现迭代器失效的。
插入时时迭代器失效
int a[] { 1, 2, 3, 4 };
tom::vectorint v(a, a sizeof(a) / sizeof(a[0]));// 删除pos位置的数据导致pos迭代器失效auto pos find(v.begin(), v.end(), 3);v.erase(pos);cout *pos endl; // 此处会导致非法访问pos find(v.begin(), v.end(), 3);v.insert(pos, 30);cout *pos endl; // 此处会导致非法访问在pos位置插入数据导致pos迭代器失效。 insert会导致迭代器失效是因为insert可 能会导致增容增容后pos还指向原来的空间而原来的空间已经释放了。 于是乎pos变成了野指针无法在pos处插入数据。 要随时更新pos的位置先设置一个变量len记录pos到start的距离最后再将pos更新返回值设为pos就好。
删
删除也会出现迭代器失效问题
int a[] { 1, 2, 3, 4 };
tom::vectorint v(a, a sizeof(a) / sizeof(a[0]))
// 实现删除v中的所有偶数
// 下面的程序会崩溃掉如果是偶数erase导致it失效
// 对失效的迭代器进行it会导致程序崩溃auto it v.begin();while (it ! v.end()){if (*it % 2 0)v.erase(it);it;}以上的函数就会出现问题甚至崩溃有两个连续的偶数时就会出现漏删当有偶数结尾时就会出现崩溃。 it(pos每次都会)是偶数时finish每次–这样最后pos超过了finish就会失效一直跑下去知道崩溃那可不可以用posfinish呢还是不行这是为了以后和list的迭代器用法统一以为listNode没法比较地址大小。 要怎么修改呢第一要实时更新pos第二要控制pos遇到偶数不加奇数就
it v.begin();while (it ! v.end()){if (*it % 2 0)it v.erase(it);elseit;}memcpy拷贝的局限
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
int main()
{bite::vectorbite::string v;v.push_back(1111);v.push_back(2222);v.push_back(3333);return 0;
}问题分析
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如果拷贝的是自定义类型的元素memcpy即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。
修改代码
因为讲了memcpy只能进行浅拷贝我用vector时是没什么问题的可是vector就会出现很严重的问题会引发析构报错。 这时我们要运算符重载一下‘’ 赋值构造就用现代写法
vectorT operator(vectorT v)//推荐写这个好理解{swap(v);return *this;}reserve()需要修改,扩容就一步一步拷贝。
void reserve(size_t n){if (n capacity()){T* tmp new T[n];if (_start){for (int i 0; i size(); i){*(tmp i) _start[i];}delete[] _start;}_finish tmp size();//先定义finish不要换顺序_start tmp;_endofstorage _start n;}}resize()复用reserve的不用改修改代码也不能用memcpy直接一个一个赋值拷过去。
void resize(size_t n, const T val T()){if (n size()){_finish _start n;}else{if (n capacity()){reserve(n);}while (_finish ! _start n){*_finish val;_finish;}}}就解决了浅拷贝的问题了。不管是插入还是删除都不能用memcpy都要用赋值拷贝一个一个传。
拷贝构造也要改造一下
vectorT(const vectorT v)//回顾一下拷贝构造和复制构造不用加T.:_start(nullptr)//一定要初始化不然会给随机值析构随机地址会报错的, _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr){/*_start new T[v.capacity()];//经典写法_finish _start v.size();_endofstorage _start v.capacity();memcpy(_start, v._start, v.size() * sizeof(T));*/ //memcpy是一种浅拷贝vectorstring 就死定了不能用/*for (size_t i 0; i v.size(); i)//用这个就可以深拷贝了{_start[i] v._start[i];}*/vectorT tmp(v.begin(), v.end());//现代写法swap(tmp);}增加细节
vector还有一个运算符重载‘[ ]’ 这个很重要
T operator[](size_t i){assert(i size());return _start[i];}const T operator[](size_t i) const{assert(i size());return _start[i];}还要设计一个const类型的。 反向迭代器就到list我们再细讲
