mystl——vector容器

vector

代码仓库：https://github.com/sjz-hub/mystl

简介

• vector是向量，c++标准STL容器的一种
• 特点
  • 顺序存储：容器元素严格按照线性顺序排序
  • 随机访问：支持[]和at()，时间复杂度是O(1)
  • 动态添加删除：支持在内部添加删除元素

实现原理

• vector的成员变量
  • iterator begin_指向存放的第一个元素
  • iterator end_指向存放的最后一个元素的下一个元素
  • iterator cap_指向容器空间最后一个位置的下一个位置
• vector底层实现结构为数组，所以其迭代器iterator 就是T*
• 当容器空间不足时，会重新申请一块更大空间，然后将原先的内容都move过来

vector的public方法

方法名	含义
vector()	尝试初始化一块16内存空间
explicit vector(size_type n)	创建包含n个元素的vector,调用默认构造函数
vector(size_type n, const value_type& value)	创建包含n个指定元素的vector
template <class Iter, typename std::enable_if< mystl::is_input_iterator::value, int>::type = 0>	使用[first,last)初始化容器
vector(const vector& rhs)	拷贝构造函数
vector(vector&& rhs) noexcept	移动构造函数
vector(std::initializer_list<value_type> ilist)	使用列表的方式初始化容器
vector& operator=(const vector& rhs)	拷贝运算符
vector& operator=(vector&& rhs) noexcept	移动运算符
vector& operator=(std::initializer_list<value_type> ilist)	接收列表的等于运算符
~vector()	析构函数
iterator begin() noexcept	返回开始迭代器
const_iterator begin() const noexcept	返回const_iterator开始迭代器
iterator end() noexcept	返回尾迭代器
const_iterator end() const noexcept	返回尾const_iterator
reverse_iterator rbegin() noexcept	返回反向开始迭代器
const_reverse_iterator rbegin() const noexcept	返回const_reverse_iterator开始迭代器
reverse_iterator rend() noexcept	返回reverse_iterator尾迭代器
const_reverse_iterator rend() const noexcept	返回const_reverse_iterator尾迭代器
const_iterator cbegin() const noexcept
const_iterator cend() const noexcept
const_reverse_iterator crbegin() const noexcept
const_reverse_iterator crend() const noexcept
bool empty() const noexcep	判断容器是否为空
size_type size() const noexcept	返回容器存储元素的个数
size_type max_size() const noexcept	返回容器的最大大小
size_type capacity() const noexcept	返回容器的开辟空间大小
void reserve(size_type n)	当原容量大小小于n时会重新分配，新的容量应该大于等于n
void shrink_to_fit();	放弃多余的容量，使得容器容量变为和size一样的大小
reference operator[](size_type n)	访问元素，返回的是引用
const_reference operator[](size_type n) const	访问元素，返回的是const引用
reference at(size_type n)	返回指定索引的引用
const_reference at(size_type n) const	返回指定索引的const引用
reference front()	返回第一个元素的引用
const_reference front() const	返回第一个元素的const引用
reference back()	返回最后一个元素的引用
const_reference back() const	返回最后一个元素的const引用
pointer data() noexcept	返回第一个元素的指针
const_pointer data() const noexcept	返回第一个元素的const指针
void assign(size_type n, const value_type& value)	重新分配空间，包含n个内容为value的元素
template <class Iter, typename std::enable_if< mystl::is_input_iterator::value, int>::type = 0> void assign(Iter first, Iter last)	重新分配，使用[first,last)赋值
void assign(std::initializer_list<value_type> il)	使用列表的形式进行重新分配
template template <class ...Args> typename vector::iterator vector::emplace(const_iterator pos, Args&& ...args)	如果pos是尾迭代器，直接在这个位置构造元素，并且尾迭代器后移；在pos位置构造元素，原先的元素和后面的都统一后移
template <class... Args> void emplace_back(Args&& ...args)	在最后的位置添加一个元素
void push_back(const value_type& value)	在最后的位置添加一个元素
void push_back(value_type&& value)	在最后的位置添加一个元素
void pop_back()	删除最后一个元素
template typename vector::iterator vector::insert(const_iterator pos, const value_type& value)	在pos前面插入一个元素，并返回这个元素的迭代器
iterator insert(const_iterator pos, value_type&& value)	在pos前面插入一个元素，并返回这个元素的迭代器
iterator insert(const_iterator pos, size_type n, const value_type& value)	在pos前面插入n个元素，并返回这n个元素中第一个元素的迭代器
template <class Iter, typename std::enable_if< mystl::is_input_iterator::value, int>::type = 0> void insert(const_iterator pos, Iter first, Iter last)	在pos前面插入[first,last)的内容
iterator erase(const_iterator pos);	删除指定位置的元素，使得后面的元素前移一位，并且返回删除位置的迭代器
template typename vector::iterator vector::erase(const_iterator first, const_iterator last)	删除指定范围的元素，并返回删除元素后的first的迭代器
template void vector::resize(size_type new_size, const value_type& value)	重置容器大小，如果size大于new_size删除对应的元素即可，如果小于new_size,则在后面使用value进行填充
void resize(size_type new_size)	重置容器大小，如果size大于new_size删除对应的元素即可，如果小于new_size,则在后面使用T()进行填充
template void vector::swap(vector& rhs) noexcept	与另一个vector进行交换
void reverse()	容器元素反转
void clear()	清空容器，对容器中的每个元素调用析构函数，但是不释放内存

vector的private帮助函数

方法名	含义
template void vector::try_init() noexcept	尝试分配初始空间16，初始化三个迭代器
template void vector::init_space(size_type size, size_type cap)	初始化空间大小为cap，并且此时已经有了size个大小，这里只需要初始化三个迭代器，这里只是先确定了end_的大小，在调用这个函数的位置肯定会把前size个位置进行一个填充的；（调用这个函数的时候需要释放原先的空间，因为进行重新分配了）
template void vector:: fill_init(size_type n, const value_type& value)	初始化包含n个value的的vector,如果小于16就开辟16个元素空间，如果大于16，则开辟n个空间，然后将前n个元素进行初始化
template template void vector:: range_init(Iter first, Iter last)	这个和fill_init(size_type n, const value_type& value)函数一样，只不过每个元素的值为两个迭代器之间的值，这里面可以通过两个迭代器获得m
template typename vector::size_type vector:: get_new_cap(size_type add_size)	根据给出的增加的大小返回一个新的容器的大小；如果old_size*1.5>max_size() 此时返回的是 old_size+add_size（+16）如果加上16之后没有超过max_size()的话；如果old_size * 1.5< max_size() 此时会根据old_size是否为0，如果为0则返回16 和add_size的最大值，如果不为0，则返回1.5old_size和old_size+add_size的最大值
template void vector:: fill_assign(size_type n, const value_type& value)	对vector进行重新分配，如果n>capacity()则重新分配一个新空间的为n,然后为其进行赋值为value;如果只是大于size()则只需要将其前n个进行填充替换即可;如果n<size()，则填充前n个后面的则删除
template template void vector:: copy_assign(IIter first, IIter last, input_iterator_tag)	使用迭代器间的值进行重新分配[first,last)
template template void vector:: copy_assign(FIter first, FIter last, forward_iterator_tag)	双向迭代器的拷贝重新分配，这个和上面的那个输入迭代器没感觉出来应该有啥区别啊，所以这里暂时只将输入迭代器的方式实现，其实也不是输入迭代器的方式，而是直接实现，不管迭代器的类型
template typename vector::iterator vector:: fill_insert(iterator pos, size_type n, const value_type& value)	就是在pos前面插入n个value,返回插入元素的迭代器
template template void vector:: copy_insert(iterator pos, IIter first, IIter last)	和fill_insert(iterator pos, size_type n, const value_type& value)类似，只是使用两个迭代器之间的值进行赋值[first,last)
template void vector::reinsert(size_type size)	申请vector大小为size,然后将原先的内容move过来新的数组空间

代码仓库：https://github.com/sjz-hub/mystl