学校网站源码 带wap手机端,建筑给排水代做网站,网站开发工作进度表,做网站怎么切片个人主页#xff1a;C忠实粉丝 欢迎 点赞#x1f44d; 收藏✨ 留言✉ 加关注#x1f493;本文由 C忠实粉丝 原创 模拟实现vector类 收录于专栏【C语法基础】 本专栏旨在分享学习C的一点学习笔记#xff0c;欢迎大家在评论区交流讨论#x1f48c; 目录
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1. vector的迭代器
2. vector的构造和析构
2.1 构造函数:
2.2 赋值操作符重载
2. 3 析构函数
3. vector容量的操作
3.1 size
3.2 capcity
3.3 reserve
3.4 resize
4. vector的修改
4.1 push_back
4.2 pop_back
4.3 swap
4.4 insert
4.5 erase
5. vector对象的访问
6. 测试模拟实现的vector
6.1 测试vector的构造
6.2 测试vector的容量操作
6.3 测试vector的修改
6.4 测试vector对象的访问 前置说明
这里需要模拟实现vector类的操作有:
namespace my_vector
{templateclass Tclass vector{public:// Vector的迭代器是一个原生指针typedef T* iteratortypedef const T* const_iteratoriterator begin()iterator end()const_iterator cbegin()const_iterator cend() const// construct and destroyvector()vector(int n, const T value T())templateclass InputIteratorvector(InputIterator first, InputIterator last)vector(const vectorT v)vectorT operator (vectorT v)~vector()// capacitysize_t size() const size_t capacity() constvoid reserve(size_t n)void resize(size_t n, const T value T())///access///T operator[](size_t pos)const T operator[](size_t pos)const///modify/void push_back(const T x)void pop_back()void swap(vectorT v)iterator insert(iterator pos, const T x)iterator erase(Iterator 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};
}
1. vector的迭代器 // Vector的迭代器是一个原生指针typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;iterator begin(){return _start;}iterator end(){return _finish;}const_iterator cbegin()const{return _start;}const_iterator cend() const{return _finish;} iterator 和 const_iterator 分别是指向元素的普通指针和常量指针。begin() 和 end() 方法返回容器的起始和结束迭代器允许遍历元素。而 cbegin() 和 cend() 方法提供了常量迭代器适用于只读访问。整体上这些方法提供了对容器元素的访问方式便于使用标准迭代器模式进行遍历。 2. vector的构造和析构
2.1 构造函数:
vector() : _start(nullptr), _finish(nullptr), _endOfStorage(nullptr)
{}vector(int n, const T value T()): _start(nullptr), _finish(nullptr), _endOfStorage(nullptr)
{reserve(n);while (n--){push_back(value);}
}templateclass InputIterator
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{reserve(last - first);while (first ! last){push_back(*first);first;}
}vector(const vectorT v): _start(nullptr), _finish(nullptr), _endOfStorage(nullptr)
{reserve(v.capacity());iterator it begin();const_iterator vit v.cbegin();while (vit ! v.cend()){*it *vit;}_finish _start v.size();_endOfStorage _start v.capacity();} 1. 默认构造函数 vector() : 初始化三个指针 _start, _finish, 和 _endOfStorage 为 nullptr表示一个空的容器。 2. 带大小和初始值的构造函数 vector(int n, const T value T()) : 使用 reserve(n) 预留存储空间以便存放 n 个元素。 通过 push_back(value) 将 value 添加到容器中重复 n 次以填充容器。 3. 范围构造函数 templateclass InputIterator vector(InputIterator first, InputIterator last) : 计算输入迭代器之间的距离并调用 reserve。 使用 push_back(*first) 逐个添加元素直到 first 达到 last。 4. 拷贝构造函数 vector(const vectorT v) : 先调用 reserve(v.capacity()) 为新容器分配与源容器相同的容量。 使用迭代器逐个复制元素从源容器的常量迭代器 vit 读取并将其值赋给当前容器的迭代器 it。 最后更新 _finish 和 _endOfStorage 指针确保它们正确指向新容器的结束和存储空间的边界。 2.2 赋值操作符重载 vectorT operator (vectorT v){swap(v);return *this;} 参数为值传递 vectorT v 会创建传入对象的一个副本。这一副本会通过拷贝构造函数生成保证了原对象不受影响。 调用 swap(v) swap 函数交换当前对象(*this) 和副本 v 的内容。这种做法能够高效地处理资源管理避免多次内存分配和释放减少了潜在的异常风险。 返回* this 最后返回对当前对象的引用使得赋值操作可以链式调用例如 a b c。 2. 3 析构函数 ~vector(){delete[] _start;_start _finish _endOfStorage nullptr;}1. 内存释放delete[] _start; 这行代码释放了之前通过动态分配通常是在 reserve 或其他构造函数中分配的内存。由于 _start 指向的是一个动态数组所以使用 delete[] 来确保正确地释放整个数组。2. 指针重置_start _finish _endOfStorage nullptr; 这一行将三个指针重置为 nullptr以防止悬挂指针。虽然析构函数会在对象销毁后自动调用但将指针设为 nullptr 是一种良好的编程习惯能够减少错误风险尤其是在调试时。3. 异常安全 析构函数通常不应该抛出异常因此在此处处理资源释放时采用了简单直接的方法确保即使在异常情况下也能正常释放资源。 3. vector容量的操作
3.1 size size_t size() const{return _finish - _start;}
3.2 capcity size_t capacity() const{return _endOfStorage - _start;}
3.3 reserve 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];}_start tmp;_finish _start oldSize;_endOfStorage _start n;}} 1. 容量检查if(n capacity()) 首先检查请求的容量 n 是否大于当前容量。如果不大于则不需要重新分配内存函数直接返回。2. 保存旧大小size_t oldSize size(); 记录当前元素的数量以便在新内存中复制元素。3. 动态分配新内存T* tmp new T[n]; 分配一个新的数组 tmp大小为 n。4. 复制旧数据 如果 _start 指针不为 nullptr表示当前有存储的元素则使用循环将旧数组中的元素复制到新数组 tmp。5. 更新指针 _start 被更新为指向新分配的数组 tmp。 _finish 更新为 _start oldSize指向已复制的元素末尾。 _endOfStorage 更新为 _start n表示新数组的容量边界。 3.4 resize
void resize(size_t n, const T value T())
{// 1.如果n小于当前的size则数据个数缩小到nif (n size()){_finish _start n;return;}// 2.空间不够则增容if (n capacity())reserve(n);// 3.将size扩大到niterator it _finish;iterator _finish _start n;while (it ! _finish){*it value;it;}
} 1. 缩小大小如果新的大小小于或等于当前大小直接将结束指针 _finish 移动到新大小丢弃多余的元素。 2. 增容如果新大小大于当前容量调用 reserve 来确保 vector 有足够的空间。 3. 扩展大小将结束指针更新到新大小并用指定的值初始化新添加的元素直到达到新的结束指针。 关键点总结当缩小时只调整指针而不调用析构函数。在增容时通过 reserve 确保内存足够。在扩展时初始化新元素以保持一致性。 4. vector的修改
4.1 push_back void push_back(const T x){insert(end(), x);}
4.2 pop_back void pop_back(){erase(--end());}
4.3 swap void swap(vectorT v){swap(_start, v._start);swap(_finish, v._finish);swap(_endOfStorage, v._endOfStorage);} 1. 指针交换通过 swap 函数交换 _start、_finish 和 _endOfStorage 三个指针。这意味着两个 vector 将交换它们的内部存储实际上并没有复制数据而是简单地交换指针。 2. 高效性这个交换操作非常高效因为它只涉及指针的交换而不需要移动任何元素或重新分配内存。 3. 异常安全swap 的实现是标准库提供的版本通常是 noexcept那么这个函数也具有异常安全性。 4. 状态一致性通过交换指针两个 vector 的状态完全对调原有的内存管理也随之转移确保了资源的正确管理。 4.4 insert iterator insert(iterator pos, const T x){assert(pos _finish);// 空间不够先进行增容if (_finish _endOfStorage){size_t len pos - _start;size_t newCapacity (0 capacity()) ? 1 : 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 x;_finish;return pos;} 1. 参数和前提条件 参数 pos插入位置的迭代器指向希望插入新元素的地方。 x要插入的元素。 前提条件 使用 assert 确保 pos 不超过 _finish即插入位置在有效范围内。2. 增容逻辑 判断是否需要增容 检查 _finish 是否等于 _endOfStorage即当前是否已满。 如果已满计算新的容量当前容量的两倍或初始为 1。 调用 reserve 函数来分配新的内存。 调整插入位置 如果进行了增容需要重新计算插入位置 pos因为内存可能已改变pos 应该重新定位。3. 元素移动 移动元素 从 _finish - 1 开始向后移动元素将每个元素向右移动一位以腾出插入位置。 通过循环将元素依次复制到它们的下一个位置直到移动到 pos。4. 插入元素 在计算得出的 pos 位置插入新元素 x。5. 更新结束指针 增加 _finish 的值表示 vector 的大小已增加。6. 返回值 返回插入位置的迭代器 pos以便后续操作或链式调用。 4.5 erase // 返回删除数据的下一个数据// 方便解决:一边遍历一边删除的迭代器失效问题iterator erase(iterator pos){// 挪动数据进行删除iterator begin pos 1;while (begin ! _finish){*(begin - 1) *begin;begin;}--_finish;return pos;}
5. vector对象的访问 T operator[](size_t pos){return _start[pos];}const T operator[](size_t pos)const{return _start[pos];}
6. 测试模拟实现的vector
6.1 测试vector的构造
void Text_my_vector1()
{my_vector::vectorint ret1;my_vector::vectorint ret2(3, 666);my_vector::vectorint ret3(ret2);my_vector::vectorint ret4 ret2;for (auto ch : ret1)cout ch endl;cout endl;for (auto ch : ret2)cout ch endl;cout endl;for (auto ch : ret3)cout ch endl;cout endl;for (auto ch : ret4)cout ch endl;cout endl;
} 6.2 测试vector的容量操作
void Text_my_vector2()
{my_vector::vectorint ret(100, 999);cout ret.size() endl;cout ret.capacity() endl;cout endl;ret.push_back(666);cout ret.size() endl;cout ret.capacity() endl;cout endl;ret.reserve(10);cout ret.capacity() endl;cout endl;ret.reserve(100);cout ret.capacity() endl;cout endl;ret.reserve(1000);cout ret.capacity() endl;cout endl;ret.resize(100, 1);cout ret.size() endl;cout ret.capacity() endl;cout endl;ret.resize(10, 2);cout ret.size() endl;cout ret.capacity() endl;cout endl;} 6.3 测试vector的修改
void Text_my_vector3()
{my_vector::vectorint ret1(10, 1);my_vector::vectorint ret2(6, 666);//迭代器遍历my_vector::vectorint::iterator it ret1.begin();while (it ret1.end()){cout *it ;it;}cout endl;//for范围遍历for (auto ch : ret2)cout ch ;cout endl;ret1.push_back(666);ret1.push_back(666);ret1.push_back(666);for (auto ch : ret1)cout ch ;cout endl;for (auto ch : ret2)cout ch ;cout endl;for (auto ch : ret1)cout ch ;cout endl;for (auto ch : ret2)cout ch ;cout endl;ret1.insert(ret1.begin() 3, 888);ret2.insert(ret1.begin() 3, 888);for (auto ch : ret1)cout ch ;cout endl;for (auto ch : ret2)cout ch ;cout endl;ret1.erase(ret1.end() - 9);ret2.erase(ret1.end() - 9);for (auto ch : ret1)cout ch ;cout endl;for (auto ch : ret2)cout ch ;cout endl;
} 6.4 测试vector对象的访问
void Text_my_vector4()
{my_vector::vectorint ret(10, 888);cout ret[7] endl;ret.insert(ret.begin() 7, 666);cout ret[7] endl;
}
