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c++--vector

news 来源：原创 2025/5/15 21:14:43

1.定义vector

vector的定义分为四种

(1)vector() ——————无参构造

(2)vector(size_t n,const value_type& val = value_type()) ——————构造并初始化n个val

(3)vector(const vector& v1) ———————拷贝构造

(4)vector(inputiterator first,inputiterator last) ————使用迭代器进行初始化

代码模拟实现：

namespace c_simplystudy:
{
template<class T>
class vector
{
public:
    vector()
    {
        _start = nullptr;
        _finish = nullptr;
        _endOfStorage = nullptr;
    }
    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;
        }
    }
template<class InputIterator>
    vector(const vector<T>& v)
        :_start(nullptr)
        ,_finish(nullptr)
        , _endOfStorage(nullptr)
     {
         reverse(v.capacity());
         iterator it = begin();
         const iterator last = cbegin();
         while (it != last)
         {
             *it++ = *last++;
         }
         _finish = it;
     }
     vector(InputIterator first, InputIterator last)
     {
         while (first != last)
         {
             push_back(*first);
             first++;
         }
     }
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
};
}

2.vector迭代器的使用与空间增长控制

迭代器：

(1)begin()————获取第一个数据位置的iterator/const_iterator

(2)end()————获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator

(3)rbegin()————获取最后一个数据位置的reverse_iterator

(4)rend()————获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator

空间增长：
(1)size()————获取数据个数

(2)capacity()————获取容器容量

不同的编译器下，容器“满了”时，扩容的规则不同，在VS下是按1.5倍增长的，g++则是按2倍增长

(3)empty()————判空

(4)reserve()————改变capacity

reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题

(5)resize(n，val)————改变size（n为改变后的size，val为用于初始化的值）

如果n<size,则size=n，不进行初始化；如果n>capacity,则扩容至n，并且将未初始化的数据初始化为val

3.vector增删查改

(1)push_back()————尾插

(2) pop_back()————尾删

(3)find()————查找

如果存在则返回位置

(4)insert()————插入

(5)erase()————删除

(6)swap()————交换两个vector

(7)operate[]————下标索引

4.vector迭代器失效

vector的增删会导致迭代器失效——实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃)

迭代器失效有两种情况：

（1）当 it 用vector.begin()初始化后，如果对vector进行增或者可能会导致其扩容的操作，则vector在扩容时会释放掉旧空间，begin()会指向新空间，而这里的 it 却仍指向被释放掉的旧空间，此时用 it 进行迭代器操作则会发生迭代器失效

int main()
{
    vector<int> v{1,2,3,4,5};
    auto it=v.begin();
    v.reserve(100);     //通过扩容使迭代器失效
    while(it != v.end())
    {
        cout << *it << " ";
        ++it;
    }            //vs下会直接崩溃
    return 0;
}

（2）继续将 it 用vector中的迭代器进行初始化，如果使用erase将 it 指向的迭代器删除掉，则 it 指向的迭代器会失效，如果仍然对 it 进行解引用，则会发生报错；erase删除pos位置元素后，pos位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上讲迭代器不应该会失效，但是：如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end 的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时，vs就认为该位置迭代器失效了

#include <vector>
#include <algorithm>
int main()
{
    vector<int> v{1,2,3,4,5};
    vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 3);
    v.erase(it);
    while(it != v.end())
    {
        cout << *it << " ";
        ++it;
    }          //因为空间还是原来的空间，后序元素往前搬移了，it的位置还是有效的
               //erase删除的迭代器如果是最后一个元素，删除之后it已经超过end
               //                         此时迭代器是无效的，++it导致程序崩溃
    return 0;
}

（此问题在string中也会出现，而且如果在linux环境下运行程序，由于g++编译器对于迭代器失效的检测并不严格，所以当迭代器失效后，对失效后的迭代器进行引用并不会报错，但是运行结果已经不同）

迭代器失效解决方法 ：在使用前，对迭代器重新赋值