数据结构逆向分析-Vector

这个应该是家喻户晓了的东西把，如果说C/C++程序员Vector都不用的话，可能就是一个不太好的程序员。

Vector就是一个STL封装的动态数组，数组大家都知道是通过连续的地址空间来处理的，vector的原理就是如果原来的不够了要扩展，就会开辟一段更大的内存，然后将原来的内容再复制到新的内存里面，释放掉原来的，然后再插入要扩充的。

Vector常用Api:

push_bak()  //尾部插入数据
Insert()    //插入数据
​
​
pop_back()  //删除尾部数据
erase()     //删除数据

逆向分析：

插入数据

尾部插入

首先是最简单的，一直往里面插入数据

#include<iostream>
#include<vector>
using std::vector;
​
int main()
{
    vector<int> MyVector;
    MyVector.push_back(100);
    MyVector.push_back(600);
    MyVector.push_back(200);
    MyVector.push_back(300);
    MyVector.push_back(1000);
    MyVector.push_back(150);
​
​
    return 0;
}

一个只创建了的vector的大小只有16

 

 

然后通过内存来查看：

 

 

指向的这个地址：

 

 

又指回去了。

画个图就是这个样子：

 

 

跑第一条插入数据的指令：

    MyVector.push_back(100);

内存变成了这样：

 

 

这个vector指向的内容还是没有改变。

然后新加入了三个挨着的地址：

 

 

目前的情况来看，应该是vector的第二个内容是数组的首地址，然后第三第四个内容是数组的结束地址。

执行：

    MyVector.push_back(600);

变成了这样：

 

 

比较奇怪的是，如果是后面两个字段表示数组的结束地址，为什么会要两个字段来存放，一个就够了呀，肯定有问题，所以我这里多push几个，且观察这两个字段有没有值不一样的情况出现。

当执行完第五个push_back的时候终于变化了：

 

 

 

 

查看一下我们这个MyVector的数据结构：

 

 

capacity是指不再分配内存的情况下容器的容量，然后size是指容器当前存放了的大小。再对比我们在内存中的情况，那么很有可能就是size就是第三个字段地址减去第二个字段数组首地址，然后除以结构体大小得到的内容，而capacity容器大小就是最后一个字段和第二个字段数组首地址之间的差值。

再往下执行一个看看：

    MyVector.push_back(150);

 

 

破案了，就是我们想的那样，vector会开辟一段空间，然后往里面加内容，如果超过了容器大小再重新开辟一个。

任意位置插入数据：

 

 

红色表示数据改动过，其实就是相当于往后移动，然后再插入进去，就是正常C语言里面会有的动态数组的操作。

删除数据

尾部删除

 

 

这里你会发现，用尾删除的办法来说，并没有删除掉这块地址，只是把范围往上移动了。

任意位置删除：

 

 

这里也没有删除，只是把后面往前移动了，然后vector的数组大小又缩小：

 

 

实质数组大小和容器大小是不一样的

总结

vector就是一个封装好了动态数组，里面采取的还是C里面的动态数组的思想，只不过引入了容器大小的概念用的时候稍微会比纯C动态数组效率高。