在实现本文的vector模拟前，建议先了解关于vector的必要知识：【C++】容器vector常用接口详解-CSDN博客https://blog.csdn.net/2301_80555259/article/details/141529230?spm=1001.2014.3001.5501

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目录

一.基本结构

二.构造函数（constructor）

三.迭代器(iterator)

四.容量操作（capacity）

1.resize

2.reserve

五. 修改操作（modify）

六.访问操作（access）

七.重载赋值运算符

八.析构函数（destructor）

九.打印（print）

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一.基本结构

创建头文件：vector.h 实现文件：vector.cpp 测试文件：test.cpp

当然此处为了简化直接使用了头文件+测试文件，在自定义的命名空间内创建vector类，配上基本结构：

由于vector是顺序表，因此和C语言实现顺序表时一样，至上有三个参数：

1. 指向一段连续空间的指针
2. 空间的有效大小
3. 空间的实际大小

实现vector的迭代器，可以就将其视为指针，因此可以使用三个迭代器（指针）就完成上述三个参数的实现，它们分别是_start,_finish,_end_of_storage,此时

1. 指向一段连续空间的指针：_start
2. 空间的有效大小size:_finish - _start
3. 空间的实际大小capacity:_end_of_storage - _start

template<class T>
class vector
{
public://用指针实现vector的迭代器typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;
private:iterator _start;iterator _finish;iterator _end_of_storage;
};

二.构造函数（constructor）

//无参构造
vector():_start(nullptr),_finish(nullptr),_end_of_storage(nullptr)
{}
//带参构造，用n个value来初始化vector
vector(int n, const T& value = T()):_start(nullptr), _finish(nullptr), _end_of_storage(nullptr)
{reserve(n);for (int i = 0; i < n; i++){push_back(value);}
}
//拷贝构造
vector(const vector& v):_start(nullptr),_finish(nullptr),_end_of_storage(nullptr)
{//易错点：这里并没有进行初始化reserve(v.size());for (auto e : v){push_back(e);}
}//迭代器区间构造
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last):_start(nullptr), _finish(nullptr), _end_of_storage(nullptr)
{while (first != last){push_back(*first);first++;}
}

这里单独把这个构造拿出来谈谈， 最开始我只在无参构造中使用初始化列表，没有对其他构造函数的_start等进行初始化，这个bug我找了半天，每一个构造也是构造函数，跟其他构造函数没有关系，是凭借拷贝构造自身创建一个新的对象，因此也要进行初始化序列来初始化。这是最为保险的，否则就要在成员变量声明处加上默认值。

发现这个错误的bug就在使用赋值重载时，临时变量需要调用拷贝构造，但若此时拷贝构造没有去手动写初始化列表，那么其_finish和_end_of_storage不是nullptr，是随机值，这样就导致了错误

然而在有参构造时，尽管没去写初始化列表，对应的_start和_finish等也都是nullptr，此时就没有问题，但是为了保险，我建议所有构造函数都应该去手写一遍初始化列表。

三.迭代器(iterator)

iterator begin()
{return _start;
}
iterator end()
{return _finish;
}
const_iterator begin()const
{return _start;
}
const_iterator end()const
{return _finish;
}

四.容量操作（capacity）

容量操作方面的函数有：

• size
• capacity
• empty
• resize
• reserve

前三个较为简单，很容易实现：

size_t size()const
{return _finish - _start;
}
size_t capacity()const
{return _end_of_storage - _start;
}
bool empty()const
{return size() == 0;
}

1.resize

resize会改变size的大小，同时也有可能改变capacity的大小，具体要分三种情况：

1. n大于capacity时：直接套用reserve扩容后再初始化新内容
2. n大于size小于capacity时：有效值不变的情况下初始化新内容
3. n小于size时：直接将size缩小到n

void resize(size_t n, const T& value = T()) 
{if (n < size()){_finish = _start + n;}else{reserve(n);while (_finish != _start + n){*_finish = value;_finish++;}}
}

如何来理解：const T& value = T() ？
 

在C++中内置类型（如int,double,char）特殊处理过，升级为了类，也有默认构造函数，它会将变量初始化为默认值。

此处使用了匿名对象

int tmp1 = int();//0
int tmp2 = int(10);//10

2.reserve

reserve扩容也是同理，只在n大于capacity的时候进行扩容

void reserve(size_t n)
{if (n > capacity()){//记录原本的数据个数size_t old_size = size();iterator tmp = new T[n];memcpy(tmp, _start, old_size * sizeof(T));delete[] _start;_start = tmp;_finish = tmp + old_size;_end_of_storage = tmp + n;}
}

五. 修改操作（modify）

//modify
void push_back(const T& x)
{if (_finish == _end_of_storage){reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());}*_finish = x;_finish++;
}
void pop_back()
{assert(size() > 0);--_finish;
}
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{assert(pos >= _start);assert(pos <= _finish);if (_finish == _end_of_storage){//注意这里扩容会使原有的pos迭代器失效//因此这里使用len计算相对长度，更新迭代器size_t len = pos - _start;reserve(capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity());pos = _start + len;}iterator end = _finish;while (end > pos){*end = *(end - 1);end--;}*pos = x;++_finish;return pos;
}
void erase(iterator pos)
{assert(pos >= _start);assert(pos < _finish);iterator it = pos + 1;while (it < _finish){*(it - 1) = *it;it++;}--_finish;
}

六.访问操作（access）

//access
T& operator[](size_t i)
{assert(i < size());return _start[i];
}
const T& operator[](size_t i)const
{assert(i < size());return _start[i];
}

七.重载赋值运算符

注意这里的参数不是常量引用，而是按值传递。这是因为之后调用swap函数，按值传递可以使得传入的参数会被复制一份给临时对象，从而避免了对原对象的修改。

//operator =
void swap(vector& v)
{std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);
}//在模板内,写vector和vector<T>都行
//因为要交换内部内容，因此不加const 
vector& operator=(vector v)
{swap(v);return *this;
}

八.析构函数（destructor）

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

九.打印（print）

template<class T>
void print_vector(const vector<T>& v)
{//规定，从没有实例化的类模版中取东西//编译器不能区分const_iterator是类型还是静态成员变量，因此要加typename//当然也可以更简单写为auto it  = v.begin();typename vector<T>::const_iterator it = v.begin();while (it != v.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;
}template<class container>
void print_container(const container& v)
{for (auto e : v){cout << e << " ";}cout << endl;
}

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本文结束，下次将会介绍容器中的list，和vector是类似的，但也有不同，欢迎持续关注