STL—vector
前面介绍了STL对象的构造与析构以及内存的配置与释放，那具体的容器是怎么应用STL的空间配置器的呢？这篇先介绍STL的容器vector。
vector的数据成员
vector只有4个数据成员：3个迭代器、1个内存配置器。
STL会为每个容器都设置一个内存配置器的成员，这里的内存配置器就是前面介绍的STL空间配置器，使用了统一对外接口的类simple_alloc，即STL会为每个容器都定义一个simple_alloc类的类型成员，通过该类型成员来为容器分配内存。
vector的迭代器就是原始指针，只不过用了typedef将迭代器的类型变为了iterator，其实它就是T* 。vector的3个迭代器分别指向当前内存的起始地址(start)、最后一个数据的尾后地址(finish)、整个内存的最后地址(end_of_storage)。源码如下：
class vector { public: typedef T value_type; typedef value_type* pointer; typedef const value_type* const_pointer; typedef value_type* iterator;//vector迭代器就是一个原生指针 typedef const value_type* const_iterator; typedef value_type& reference; typedef const value_type& const_reference; typedef size_t size_type; typedef ptrdiff_t difference_type; typedef MiniSTL::reverse_iterator<iterator> reverse_iterator; typedef MiniSTL::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator; typedef alloc allocator_type; allocator_type get_allocator() const { return allocator_type(); } private: typedef simple_alloc<T, allocator_type> data_allocator; iterator start; iterator finish; iterator end_of_storage;
vector对象的构造
vector有多种构造函数，但做的事情都一样，即先调用内存配置器去分配一块内存，然后对这块内存初始化，最后设置3个迭代器成员，让它们指向正确的位置。
以我们平常使用最多的vector构造方法，如：vector<int> vec(10); 为例，其对应的构造函数如下，下面还将该构造过程涉及到的函数一并列出：
构造函数vector(size_type n)调用fill_initializer函数，该函数会调用allocate_and_fill函数先去分配一块内存，然后进行初始化，由于这种构造方式未提供初始值，则按T类型的默认初始化进行初始化，然后剩下工作就是设置好start、finish、end_of_storage迭代器，工作便完成。
void fill_initializer(size_type n, const T& value) { start = allocate_and_fill(n, value); finish = start + n; end_of_storage = finish; } iterator allocate_and_fill(size_type n, const T& value) { iterator result = data_allocator::allocate(n); uninitialized_fill_n(result, n, value); return result; } public: vector() : start(0), finish(0), end_of_storage(0) {} explicit vector(size_type n) { fill_initializer(n, T()); }
vector空间的动态增长
当我们向vector进行push_back时，若原内存空间未满，那很好，直接在后面添加一个元素即可。若原内存空间已满，则不能直接在其后面添加了，因为谁也不知道原空间后面的内存到底是魔鬼还是天使。
所以，若原空间内存已满，继续往vector添加元素时，会先调用内存配置数据成员，分配一块新的内存，为了减少内存分配的次数，所以既然要分配了，那干脆就多分点，所以这块新内存的大小为原空间内存的2倍。
接着，将原内存上的数据拷贝到新内存中--->析构原内存空间中的对象--->释放原内存空间--->重新设置迭代器。
vector添加元素时，会导致内存空间的重新分配，所以会导致之前的迭代器都失效。
vector要是经常这样动态增长会导致程序效率下降，所以可以调用vector的reserve函数预先分配一大块指定大小的内存，以减少内存重分配次数。
对照下面源码分析。当finish和end_of_storage相等，则知道已经没有剩余空间了，push_back会调用insert_aux函数完成剩下全部工作。insert_aux函数调用allocate函数分配原空间2倍大小的新内存空间，调用uninitialized_copy函数将原内存中数据拷贝到新内存，接着调用destroy析构原空间中对象，调用deallocate()释放原内存空间，并重新设置start、finish、end_of_storage迭代器。如下：
push_back :
void push_back(const T& val) { if (finish != end_of_storage) { construct(finish, val); ++finish; } else insert_aux(end(), val); }
insert_aux :
template<typename T> void vector<T>::insert_aux(iterator position, const T& x) { if (finish != end_of_storage) //还有备用空间 { construct(finish, *(finish - 1)); ++finish; T x_copy = x; copy_backward(position, finish - 2, finish - 1); *position = x_copy; } else { const size_type old_size = size(); const size_type len = old_size != 0 ? 2 * old_size : 1; //2倍原空间大小 iterator new_start = data_allocator::allocate(len); iterator new_finish = new_start; try { new_finish = uninitialized_copy(start, position, new_start); construct(new_finish, x); ++new_finish; new_finish = uninitialized_copy(position, finish, new_finish); } catch(...) { destroy(new_start, new_finish); data_allocator::deallocate(new_start, len); throw; } destroy(begin(), end()); // 析构原内存空间的对象 deallocate(start, end_of_storage - start); // 释放原内存空间 start = new_start; finish = new_finish; end_of_storage = new_start + len; } }
有关vector空间的动态增长的详细介绍可参考我的另一篇文章：http://www.cnblogs.com/zxiner/p/7197327.html
