C++模擬實現(xiàn)vector示例代碼圖文講解
vector的模擬實現(xiàn)
#include <iostream> using namespace std; #include <assert.h> namespace myVector { template<class T> class vector { public: // Vector的迭代器是一個原生指針 typedef T* iterator; typedef const T* const_iterator; /// // 構(gòu)造和銷毀 vector() : _start(nullptr) , _finish(nullptr) , _endOfStorage(nullptr) {} vector(size_t n, const T& value = T()) : _start(nullptr) , _finish(nullptr) , _endOfStorage(nullptr) { reserve(n); while (n--) { push_back(value); } } /* * 理論上講,提供了vector(size_t n, const T& value = T())之后 * vector(int n, const T& value = T())就不需要提供了,但是對于: * vector<int> v(10, 5); * 編譯器在編譯時,認為T已經(jīng)被實例化為int,而10和5編譯器會默認其為int類型 * 就不會走vector(size_t n, const T& value = T())這個構(gòu)造方法, * 最終選擇的是:vector(InputIterator first, InputIterator last) * 因為編譯器覺得區(qū)間構(gòu)造兩個參數(shù)類型一致,因此編譯器就會將InputIterator實例化為int * 但是10和5根本不是一個區(qū)間,編譯時就報錯了 * 故需要增加該構(gòu)造方法 */ vector(int n, const T& value = T()) : _start(new T[n]) , _finish(_start + n) , _endOfStorage(_finish) { for (int i = 0; i < n; ++i) { _start[i] = value; } } // 若使用iterator做迭代器,會導(dǎo)致初始化的迭代器區(qū)間[first,last)只能是vector的迭代器 // 重新聲明迭代器,迭代器區(qū)間[first,last)可以是任意容器的迭代器 template<class InputIterator> vector(InputIterator first, InputIterator last) { while (first != last) { push_back(*first); ++first; } } void swap(vector<T>& v) { std::swap(_start, v._start); std::swap(_finish, v._finish); std::swap(_endOfStorage, v._endOfStorage); } vector(const vector<T>& v) : _start(nullptr) , _finish(nullptr) , _endOfStorage(nullptr) { //現(xiàn)代寫法,資本家寫法 vector<T> temp(v.begin(),v.end()); swap(tmp); } vector<T>& operator=(vector<T> v) { swap(v); return *this; } ~vector() { if (_start) { delete[] _start; _start = _finish = _endOfStorage = nullptr; } } / // 迭代器相關(guān) iterator begin() { return _start; } iterator end() { return _finish; } const_iterator cbegin() const { return _start; } const_iterator cend() const { return _finish; } // // 容量相關(guān) size_t size() const { return _finish - _start; } size_t capacity() const { return _endOfStorage - _start; } bool empty() const { return _start == _finish; } void reserve(size_t n) { if (n > capacity()) { size_t oldSize = size(); // 1. 開辟新空間 T* tmp = new T[n]; // 2. 拷貝元素 // 這里直接使用memcpy會有問題嗎?請思考下 //if (_start) // memcpy(tmp, _start, sizeof(T)*size); if (_start) { for (size_t i = 0; i < oldSize; ++i) tmp[i] = _start[i]; // 3. 釋放舊空間 delete[] _start; } _start = tmp; _finish = _start + oldSize; _endOfStorage = _start + n; } } void resize(size_t n, const T& value = T()) { // 1.如果n小于當前的size,則數(shù)據(jù)個數(shù)縮小到n if (n <= size()) { _finish = _start + n; return; } // 2.空間不夠則增容 if (n > capacity()) reserve(n); // 3.將size擴大到n iterator it = _finish; _finish = _start + n; while (it != _finish) { *it = value; ++it; } } /// // 元素訪問 T& operator[](size_t pos) { assert(pos < size()); return _start[pos]; } const T& operator[](size_t pos)const { assert(pos < size()); return _start[pos]; } T& front() { return *_start; } const T& front()const { return *_start; } T& back() { return *(_finish - 1); } const T& back()const { return *(_finish - 1); } / // vector的修改操作 iterator insert(iterator pos, const T& x) { assert(pos <= _finish); // 空間不夠先進行增容 if (_finish == _endOfStorage) { size_t n = pos - _start; size_t newCapacity = (0 == capacity()) ? 1 : capacity() * 2; reserve(newCapacity); // 如果發(fā)生了增容,重新開辟空間后,reserve會更新start和finish,但是不會更新pos,原空間被釋放掉,迭代器失效了,所以需要重置pos pos = _start + n; } iterator end = _finish - 1; while (end >= pos) { *(end + 1) = *end; --end; } *pos = x; ++_finish; return pos; } // 返回刪除數(shù)據(jù)的下一個數(shù)據(jù) // 方便解決:一邊遍歷一邊刪除的迭代器失效問題 iterator erase(iterator pos) { // 挪動數(shù)據(jù)進行刪除 iterator begin = pos + 1; while (begin != _finish) { *(begin - 1) = *begin; ++begin; } --_finish; return pos; } void push_back(const T& x)//防止深拷貝,盡量用引用傳參 { insert(end(), x); } void pop_back() { erase(end() - 1); } private: iterator _start; // 指向數(shù)據(jù)塊的開始 iterator _finish; // 指向最后有效數(shù)據(jù)的下一個位置 iterator _endOfStorage; // 指向存儲容量的尾 }; }
使用memcpy拷貝問題
假設(shè)模擬實現(xiàn)的vector中的reserve接口中,使用memcpy進行的拷貝,以下代碼會發(fā)生什么問題?
int main() { bite::vector<swx::string> v; v.push_back("1111"); v.push_back("2222"); v.push_back("3333"); return 0; }
問題分析:
- memcpy是逐字節(jié)拷貝,將一段內(nèi)存空間中內(nèi)容原封不動的拷貝到另外一段內(nèi)存空間中
- 如果不涉及資源管理,memcpy既高效又不會出錯,但如果涉及到資源管理時,就會出錯,因為memcpy的拷貝實際是淺拷貝。
如果對象中涉及到資源管理時,千萬不能使用memcpy進行對象之間的拷貝,因為memcpy是淺拷貝,可能會引起一系列淺拷貝問題,所以我們要使用賦值運算符來完成,如果不涉及資源管理,那就正常賦值,如果涉及資源管理,那賦值運算符中也已經(jīng)實現(xiàn)了深拷貝。
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