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vector模擬實作

2021-12-18 08:53:53 軟體設計

vector才算是打開了泛型編程的大門,在之前的幾篇博客中你可以明顯看到vector的構造,等介面的引數多了一個templete,畢竟他可以存任何的資料型別,著篇博客會涉及到一些STL原始碼(讓我們看看大神是如何實作的),且依舊沿襲上篇博客,我只實作我覺得比較難的介面


文章目錄

  • 1. 基本框架
    • 0 help 函式
    • 1 迭代器
    • 2 建構式
    • 3 modify
    • 4 capacity

1. 基本框架

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-4V1VAljf-1639720382918)(/Users/wuxiaobo/Library/Application Support/typora-user-images/image-20211213161351874.png)]

原始碼中是用iterator 創建了三個變數,start(開始)finish(結尾) end_of_storage(容量(capacity))

經過上篇博客的洗禮iterator應該比較熟悉了吧,其實就是迭代器,但是vector底層是一個線性的結構也就是陣列,那么Iterator一個T*


0 help 函式

開空間,深拷貝,現代寫法

  void Construction(size_t N=1)//開辟空間
         {
             N=N>capacity()?N:capacity()*2;
             Vector<T>tmp(N);
             for(int i =0;i<capacity();i++)
             {
                 tmp[i]=start[i];
               (tmp.finish)++;
             }
          swap(tmp, *this);
         }

構造串列函式,每個建構式都要寫獨立封裝一個讓代碼更簡潔

void StructList(const size_t num)
{
    start=new T[num+1];
    finish=start;
    end_of_storage=start+num+1;
}

1 迭代器

上面基礎結構有用的了迭代器那么我們優先事項這一塊

        typedef int* iterator;
         iterator begin()
         {
            return start;
         }
         iterator end()
         {
             return finish;
         }
         const iterator begin()const
         {
             return start;
         }
         const iterator end()const
         {
             return finish;
         }
         
         iterator rebegin()
         {
             return finish-1;//最后一個元素的前一個元素
         }
         iterator reend()
         {
             return start-1;//第一個元素的上一個元素的
         }



2 建構式


默認構造

Vector(size_t num =5)
{
    StructList(num);//構造串列函式
}

拷貝構造

    vector(const vector<T>& v)//用另一個vector初始化
        {
          StructList(num);//構造串列函式
            _start=new T[v.size()];
            _finish=_endOfStorage=_start+v.size();

            auto tmp=v._start;
            for(int i=0;i<v.size();i++)
            {
                _start[i]=tmp[i];
            }
        }

賦值拷貝

void operator =(Vector<T>val)
 {
    swap(*this,val);
 }

迭代器區間構造

也就是和stirng 不同的地方,且后面的容器基本都支持用迭代器區間初始化,泛型編程必備,現階段看這個實作和拷貝,用一個模版去推你是啥型別的迭代器

   template <class InputIterator>
         Vector(InputIterator first,InputIterator end)
         {
            Construction(end-first);
           while(first!=end)
           {
               start=*first++;
           }
           finish=end-first;
         }



3 modify

push_bakc

不難發現的與string對比起來基礎沒差,一樣沒有空間開空間,插入資料…………,但是這里資料型別是根據模版顯示實體化的 ,本質就是底層是物理的連續空間

void push_back(const T&val)//T看到了嗎,來咯泛型編程的第一個介面
         {
             if(finish>=end_of_storage)//開辟空間
             {
                 Construction();
             }
             *finish=val;
              finish++;
         }

[]

沿襲string的傳統,[]需要多載倆個一個為const版的,一個為非const版本的,這一塊操作賦多載又又發揮了作用

代碼:

   T& operator[](const size_t index)
        {
             return start[index];
        }
         const T& operator[](const size_t index)const 
         {
             return start[index];
         }


insert

這一塊涉及了一個知識叫做迭代器失效,請觀看這篇 iterator 博客,這里就不深入研究了,這兒有倆構造

  1. 常數作為下標
  2. 迭代器作為下標(實作方法一直上面的說了vector的迭代器就是一個指標)
 const size_t&insert ( const  size_t & pos,const T&val)
         {
             if(size()+1>=capacity())
             {
                 Construction();
             };
             for(int i=size();i>pos;i--)
             {
                 start[i]=start[i-1];
             }
             start[pos]=val;
             finish++;
             return pos++;//回傳下一個元素的下標
         }

erase

   const size_t&erast (const  size_t&  pos)
         {
             finish--;
             int ret=pos;
             int count=size()-ret-1;//需要挪動的次數
             while(count--)
             {
                 start[ret]=start[++ret];
             }
            return pos+1;//pos下一個位置的下標
         }

因為底層是一個陣列,所以像這類insert與erase這種介面最好少用,復雜度太高(資料如果有幾億個資料然后頭叉)


4 capacity

size

這一塊稍微與string有些出入的是,他沒有用size和capacity去記錄,而是用指標去指向了末尾元算,但是幸運的是,他物理空間是連續的,且指標是可以減指標的(不理解請參考博主這篇博客),那么finish-start那不就得到元素的個數嗎

代碼:

size_t size()
         {
             return finish-start;
         }

reserve

沿襲string,容器中的reserve基本都是大于capacity就開空間小于啥也不干

void reserve(size_t n)
{
     if(n>capacity())//開辟空間
    {
        Construction(n);
    }
}

resize

這個介面需要考慮三個條件

  1. 大于capacity,增容,并初始化
  2. 小于size,縮短finish為n的長度,不更改end_of_storage
  3. 在size<=N<=capacity,,初始化資料到N的位置

代碼:

void resize(size_t n,const T&numb)//原始碼中會構造一個預設值,這我們就直接不搞了
         {

             if(n<size())
             {
                 finish=start+n;
             }
             else if(n>capacity())//開辟空間
             {
                 Construction(n);
             }

             for(int i=size();i<n;i++)//初始化空間
             {
                 *finish++=numb;
             }
         }

上面仔細看會發現vector中的引數一般都是模版引數,而string就是char,因為string就是為字符而生的,vector為大眾服務,后面的容器和vector一樣都是好同志為大眾服務

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/ruanti/384324.html

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