vector的简单实现
2024-05-09 01:45:02
功能尚不完全， 存在缺陷。定义Vector<int> vec(10, 10)会报出异常， 原因是无法识别10是int型还是iterator型。
注意几点：
分配内存不要使用new和delete，因为new的同时就把对象构造了，而我们需要的是原始内存。
所以应该使用标准库提供的allocator类来实现内存的控制。当然也可以重载operator new操作符，因为二者都是使用malloc作为底层实现，所以直接采用malloc也可以。
对象的复制必须使用系统提供的uninitialized_fill和uninitialized_copy，因为我们无法手工调用构造函数。
对于C++中的对象，除了POD之外，使用memcpy系列的函数是绝对错误的。
代码如下:
1 #ifndef VECTOR_H
2 #define VECTOR_H
3
4 #include <memory>
5 #include <algorithm>
6 #include <stddef.h>
7 #include <limits>
8 template <typename T, typename Alloc>
9 class Vector;
10
11 template <typename T, typename Alloc>
12 bool operator== (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b);
13 template <typename T, typename Alloc>
14 bool operator!= (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b);
15 template <typename T, typename Alloc>
16 bool operator> (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b);
17 template <typename T, typename Alloc>
18 bool operator>= (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b);
19 template <typename T, typename Alloc>
20 bool operator< (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b);
21 template <typename T, typename Alloc>
22 bool operator<= (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b);
23
24
25 template <typename T, typename Alloc = std::allocator<T> >
26 class Vector
27 {
28 friend bool operator==<T, Alloc> (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b);
29 friend bool operator!=<T, Alloc> (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b);
30 friend bool operator> <T, Alloc> (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b);
31 friend bool operator>=<T, Alloc> (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b);
32 friend bool operator< <T, Alloc> (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b);
33 friend bool operator<=<T, Alloc> (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b);
34
35 class reverse_iterator;
36 class const_reverse_iterator;
37 public:
38 typedef T value_type;
39 typedef T *iterator;
40 typedef const T *const_iterator;
41 typedef reverse_iterator reverse_iterator;
42 typedef const_reverse_iterator const_reverse_iterator;
43 typedef T &reference;
44 typedef const T &const_reference;
45 typedef T *pointer;
46 typedef const T *const_pointer;
47 typedef size_t size_type;
48 typedef ptrdiff_t difference_type;
49 typedef Alloc allocator_type;
50 private:
51 //逆序迭代器
52 class reverse_iterator
53 {
54 public:
55 reverse_iterator(iterator it = NULL) :_current(it) { }
56 iterator base() const {return _current; }
57 reverse_iterator &operator++ ()
58 {
59 -- _current;
60 return *this;
61 }
62 reverse_iterator operator++ (int)
63 {
64 reverse_iterator tmp(*this);
65 -- _current;
66 return tmp;
67 }
68 reverse_iterator &operator-- ()
69 {
70 ++ _current;
71 return *this;
72 }
73 reverse_iterator operator-- (int)
74 {
75 reverse_iterator tmp(*this);
76 ++ _current;
77 return tmp;
78 }
79
80 reference operator*()
81 {
82 return *(_current - 1);
83 }
84
85 const_reference operator*() const
86 {
87 return *(_current - 1);
88 }
89
90 pointer operator-> ()
91 { return _current - 1; }
92
93 const_pointer operator-> () const
94 { return _current - 1; }
95
96 friend bool operator== (reverse_iterator i,
97 reverse_iterator j)
98 {
99 return i._current == j._current;
100 }
101
102 friend bool operator!= (reverse_iterator i,
103 reverse_iterator j)
104 {
105 return i._current != j._current;
106 }
107
108
109 friend difference_type operator-(reverse_iterator i,
110 reverse_iterator j)
111 {
112 return i._current - j._current;
113 }
114 private:
115 iterator _current;
116 };
117 //逆序迭代器
118
119
120 //const逆序迭代器
121 class const_reverse_iterator
122 {
123 public:
124 const_reverse_iterator(const_iterator it = NULL) :_current(it) { }
125 const_reverse_iterator(reverse_iterator it) :_current(it.base()) { }
126 const_iterator base() const {return _current; }
127 const_reverse_iterator &operator++ ()
128 {
129 -- _current;
130 return *this;
131 }
132 const_reverse_iterator operator++ (int)
133 {
134 reverse_iterator tmp(*this);
135 -- _current;
136 return tmp;
137 }
138 const_reverse_iterator &operator-- ()
139 {
140 ++ _current;
141 return *this;
142 }
143 const_reverse_iterator operator-- (int)
144 {
145 reverse_iterator tmp(*this);
146 ++ _current;
147 return tmp;
148 }
149
150 const_reference operator*() const
151 {
152 return *(_current - 1);
153 }
154
155
156 const_pointer operator-> () const
157 { return _current - 1; }
158
159 friend bool operator== (const_reverse_iterator i,
160 const_reverse_iterator j)
161 {
162 return i._current == j._current;
163 }
164
165 friend bool operator!= (const_reverse_iterator i,
166 const_reverse_iterator j)
167 {
168 return i._current != j._current;
169 }
170
171
172 friend difference_type operator-(const_reverse_iterator i,
173 const_reverse_iterator j)
174 {
175 return i._current - j._current;
176 }
177 private:
178 const_iterator _current;
179 };
180 //const逆序迭代器
181
182
183
184 public:
185 //三种构造Vector的方法
186 Vector() { create(); }
187
188 explicit Vector(size_type n, const value_type &val = value_type())
189 { create(n, val); }
190
191 template <typename In>
192 Vector(In i, In j)
193 { create(i, j); }
194
195 //复制v对象
196 Vector(const Vector &v)
197 { create(v.begin(), v.end()); }
198 //赋值函数
199 Vector &operator= (const Vector &v);
200 //析构函数
201 ~Vector() { uncreate(); }
202 //assign操作的几种形式
203 template <typename In>
204 void assign(In i, In j)
205 {
206 uncreate();
207 create(i, j);
208 }
209
210 void assign(size_type n, const T &val)
211 {
212 uncreate();
213 create(n, val);
214 }
215 //下标操作
216 reference operator[] (size_type index) { return _data[index]; }
217 const_reference operator[] (size_type index) const { return _data[index]; }
218 //at操作
219 reference at(size_type index) { return _data[index]; }
220 const_reference at(size_type index) const { return _data[index]; }
221 //front、back操作
222 reference front() { return *begin(); }
223 reference back() { return *rbegin(); }
224 const_reference front() const { return *begin(); }
225 const_reference back() const { return *rbegin(); }
226
227 //pop_back操作
228 void pop_back()
229 { _alloc.destroy(-- _avail); }
230 //insert函数的几种操作
231 iterator insert (iterator pos, const value_type &val);
232
233 void insert(iterator pos, size_type n, const value_type &val);
234
235 template <typename InputIterator>
236 void insert(iterator pos, InputIterator first, InputIterator last);
237
238 //erase的几种操作
239 iterator erase(iterator pos);
240
241 iterator erase(iterator first, iterator last);
242
243
244 //resize和reserve的操作
245 void resize(size_type n, value_type val = value_type());
246 void reserve(size_type n);
247
248 //判断是否为空、查看元素个数、查看空间大小
249 bool empty() const { return _data == _avail; }
250 size_type size() const { return _avail - _data; }
251
252 size_type capacity() const { return _limit - _data; }
253
254 size_type max_size() const
255 { return std::numeric_limits<size_type>::max() / sizeof(T); }
256 //begin、end迭代器操作
257 iterator begin() { return _data; }
258 const_iterator begin() const { return _data; }
259
260 iterator end() { return _avail; }
261 const_iterator end() const { return _avail; }
262
263 //rbegin、rend迭代器操作
264 reverse_iterator rbegin() { return reverse_iterator(_avail); }
265 reverse_iterator rend() { return reverse_iterator(_data); }
266
267 const_reverse_iterator rbegin() const { return const_reverse_iterator(_avail); }
268 const_reverse_iterator rend() const { return const_reverse_iterator(_data); }
269 //push_back操作
270 void push_back(const T &t)
271 {
272 if(_avail == _limit)
273 grow();
274 unCheckdAppend(t);
275 }
276
277 //与other对象进行交换
278 void swap(Vector &other)
279 {
280 std::swap(_data, other._data);
281 std::swap(_avail, other._avail);
282 std::swap(_limit, other._limit);
283 }
284 //
285 allocator_type get_allocator() const
286 { return _alloc; }
287
288
289 private:
290 iterator _data; //数组首元素
291 iterator _avail; //数组最后一个元素的下一个位置
292 iterator _limit; //最后一块内存的下一块位置
293
294 std::allocator<T> _alloc; //内存分配器
295
296
297 void create();
298 void create(size_type, const value_type &);
299
300 template <typename In>
301 void create(In i, In j);
302
303
304 void uncreate();
305
306 void grow(); //内存增长
307 void unCheckdAppend(const T &val);
308
309 void growTon(size_type n);
310 };
311 //复制构造函数
312 template <typename T, typename Alloc>
313 Vector<T, Alloc> &Vector<T, Alloc>::operator= (const Vector &v)
314 {
315 if(this != &v)
316 {
317 uncreate();
318 create(v.begin(), v.end());
319 }
320
321 return *this;
322 }
323
324
325 //三个构造函数
326 template <typename T, typename Alloc>
327 void Vector<T,Alloc>::create()
328 {
329 _data = _avail = _limit = NULL;
330 }
331
332
333 template <typename T, typename Alloc>
334 void Vector<T, Alloc>::create(size_type n, const T &val)
335 {
336 //先分配内存
337 _data = _alloc.allocate(n);
338 //初始化赋值
339 std::uninitialized_fill(_data, _data + n, val);
340 _avail = _limit = _data + n;
341 }
342
343
344 template <typename T, typename Alloc>
345 template <typename In>
346 void Vector<T, Alloc>::create(In i, In j)
347 {
348 _data = _alloc.allocate(j - i);
349
350 _avail = _limit = std::uninitialized_copy(i, j, _data);
351
352 }
353
354
355 //析构函数
356 template <typename T, typename Alloc>
357 void Vector<T, Alloc>::uncreate()
358 {
359 //先执行析构函数
360 if(_data)
361 {
362 iterator it(_avail);
363 while(it != _data)
364 {
365 _alloc.destroy(-- it);
366 }
367 }
368
369 //释放内存
370 _alloc.deallocate(_data, _limit - _data);
371 _data = _avail = _limit = NULL;
372 }
373
374
375
376 //grow函数
377 template <typename T, typename Alloc>
378 void Vector<T, Alloc>::grow()
379 {
380 //确定size
381 size_type new_size = std::max(2 * (_limit - _data), difference_type(1));
382
383 growTon(new_size);
384 }
385
386
387 //unCheckdAppend函数
388 template <typename T, typename Alloc>
389 void Vector<T, Alloc>::unCheckdAppend(const T &val)
390 {
391 _alloc.construct(_avail ++, val);
392 }
393
394
395 //growTon函数
396 template <typename T, typename Alloc>
397 void Vector<T, Alloc>::growTon(size_type n)
398 {
399 iterator new_data = _alloc.allocate(n);
400 iterator new_avail = std::uninitialized_copy(_data, _avail, new_data);
401
402 uncreate();
403
404 _data = new_data;
405 _avail = new_avail;
406 _limit = _data + n;
407 }
408
409
410 //insert函数
411
412 template <typename T, typename Alloc>
413 typename Vector<T, Alloc>::iterator Vector<T, Alloc>::insert(iterator pos, const value_type &val)
414 {
415 difference_type i = pos - _data;
416 insert(pos, 1, val);
417 return pos + i;
418 }
419
420
421 template <typename T, typename Alloc>
422 void Vector<T, Alloc>::insert(iterator pos, size_type n, const value_type &val)
423 {
424 difference_type i = pos - _data;
425 while(static_cast<size_type>(_limit - _avail) < n)
426 grow();
427 pos = _data + i;
428
429 size_type left = _avail - pos;
430
431 if(n < left)
432 {
433 size_type len = _avail - pos;
434 size_type copyLen = len - n;
435 std::uninitialized_copy(pos + copyLen, _avail, _avail);
436 std::copy_backward(pos, pos + copyLen, _avail);
437
438 std::fill_n(pos, n, val);
439 }
440 else if(n > left)
441 {
442 std::uninitialized_copy(pos, _avail, pos + n);
443
444 std::fill_n(pos, _avail - pos, val);
445 std::uninitialized_fill(_avail, pos + n, val);
446 }
447 else
448 {
449 std::uninitialized_copy(pos, _avail, _avail);
450 std::fill_n(pos, n, val);
451 }
452
453 _avail = _avail + n;
454 }
455
456 template <typename T, typename Alloc>
457 template <typename InputIterator>
458 void Vector<T, Alloc>::insert(iterator pos, InputIterator first, InputIterator last)
459 {
460 difference_type i = pos - _data;
461 size_type n = last - first;
462 while(static_cast<size_type>(_limit - _avail) < n)
463 grow();
464 pos = _data + i;
465
466 size_type left = _avail - pos;
467 if(n < left)
468 {
469 size_type len = _avail - pos;
470 size_type copyLen = len - n;
471 std::uninitialized_copy(pos + copyLen, _avail, _avail);
472 std::copy_backward(pos, pos + copyLen, _avail);
473
474 std::copy(first, last, pos);
475 }
476 else if(n > left)
477 {
478 std::uninitialized_copy(pos, _avail, pos + n);
479
480 std::copy(first, first + left, pos);
481 std::uninitialized_copy(first + left, last, _avail);
482 }
483 else
484 {
485 std::uninitialized_copy(pos, _avail, _avail);
486
487 std::copy(first, last, pos);
488 }
489
490 _avail = _avail + n;
491 }
492
493
494 //erase函数
495
496 template <typename T, typename Alloc>
497 typename Vector<T, Alloc>::iterator Vector<T, Alloc>::erase(iterator pos)
498 {
499 std::copy(pos + 1, _avail, pos);
500 _alloc.destroy(-- _avail);
501 return pos;
502 }
503
504 template <typename T, typename Alloc>
505 typename Vector<T, Alloc>::iterator Vector<T, Alloc>::erase(iterator first, iterator last)
506 {
507 difference_type left = _avail - last;
508 std::copy(last, _avail, first);
509
510 iterator it(first + left);
511 while(_avail != it)
512 _alloc.destroy(-- _avail);
513 return first;
514 }
515
516
517 //resize函数
518 template <typename T, typename Alloc>
519 void Vector<T, Alloc>::resize(size_type n, value_type val)
520 {
521 size_type cur_size = size();
522 if(n < cur_size)
523 {
524 size_type diff = cur_size - n;
525 while(diff --)
526 _alloc.destroy(-- _avail);
527 }
528 else if(n > cur_size)
529 {
530 size_type diff = n - cur_size;
531 size_type left = static_cast<size_type>(_limit - _avail);
532 if(left < diff)
533 growTon(n);
534
535 while(size() < n)
536 unCheckdAppend(val);
537 }
538 }
539
540 template <typename T, typename Alloc>
541 void Vector<T, Alloc>::reserve(size_type n)
542 {
543 size_type cur_cap = capacity();
544 if(n > cur_cap)
545 growTon(n);
546 }
547
548
549 //运算符重载
550 template <typename T, typename Alloc>
551 bool operator== (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b)
552 {
553 return a.size() == b.size() &&
554 std::equal(a.begin(), a.end(), b.begin() );
555 }
556
557
558 template <typename T, typename Alloc>
559 bool operator!= (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b)
560 {
561 return !(a == b);
562 }
563
564
565 template <typename T, typename Alloc>
566 bool operator< (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b)
567 {
568 typedef typename Vector<T, Alloc>::size_type size_type;
569 size_type size1 = a.size();
570 size_type size2 = b.size();
571 size_type min =(size1 < size2) ? size1 : size2;
572 size_type i = 0;
573 for(; i != min; ++ i)
574 {
575 if(a[i] < b[i])
576 return true;
577 else if(a[i] > b[i])
578 return false;
579 }
580 if(i != size2)
581 return true;
582 return false;
583 }
584
585
586 template <typename T, typename Alloc>
587 bool operator<= (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b)
588 {
589 return !(a > b);
590 }
591
592
593 template <typename T, typename Alloc>
594 bool operator> (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b)
595 {
596 return b < a;
597 }
598
599
600 template <typename T, typename Alloc>
601 bool operator>= (const Vector<T, Alloc> &a, const Vector<T, Alloc> &b)
602 {
603 return !(a < b);
604 }
605
606
607 #endif /*VECTOR_H*/测试代码如下:
1 #include "Vector.hpp"
2 #include <iostream>
3 #include <string>
4 using namespace std;
5
6 //测试const reverse迭代器
7 void print(const Vector<string> &vec)
8 {
9 for(Vector<string>::const_reverse_iterator it = vec.rbegin();
10 it != vec.rend();
11 ++it)
12 {
13 cout << *it << " ";
14 }
15 cout << endl;
16 }
17
18 int main(int argc, char const *argv[])
19 {
20 Vector<string> vec(3, "hello");
21
22 for(Vector<string>::const_iterator it = vec.begin();
23 it != vec.end();
24 ++it)
25 {
26 cout << *it << " ";
27 }
28 cout << endl;
29
30 cout << "size = " << vec.size() << endl;
31 cout << "capacity = " << vec.capacity() << endl;
32 vec.push_back("foo");
33 vec.push_back("bar");
34
35 cout << "size = " << vec.size() << endl;
36 cout << "capacity = " << vec.capacity() << endl;
37
38 for(Vector<string>::reverse_iterator it = vec.rbegin();
39 it != vec.rend();
40 ++it)
41 {
42 cout << *it << " ";
43 }
44 cout << endl;
45
46
47 print(vec);
48
49 Vector<string> vec2;
50 vec2.push_back("beijing");
51 vec2.push_back("shanghai");
52 vec2.push_back("guangzhou");
53 print(vec2);
54
55 vec.swap(vec2);
56 print(vec);
57 print(vec2);
58
59 return 0;
60 }转载于:https://www.cnblogs.com/gjn135120/p/4007198.html
vector的简单实现相关推荐
- vector的简单介绍
1.vector的简单介绍 vector作为STL提供的标准容器之一,是经常要使用的,有很重要的地位,并且使用起来也是灰常方便.vector又被称为向量,vector可以形象的描述为长度可以动态改变的 ...
- set 和 vector的简单比较
set的常见问题(转) (1)为何map和set的插入删除效率比用其他序列容器高? 大部分人说,很简单,因为对于关联容器来说,不需要做内存拷贝和内存移动.说对了,确实如此.set容器内所有元素都是以节 ...
- C++ vector容器简单解释
vector类为内置数组提供了一种替代表示,与string类一样 vector 类是随标准 C++引入的标准库的一部分 ,为了使用vector 我们必须包含相关的头文件 : #include < ...
- Vector的简单使用
Mark一下 wstring tempword;vector <wstring> TempVec;tempword = _T("123");TempVec.push_b ...
- 类模板与运算符重载（一个简单的例子）
类模板与运算符重载(一个简单的例子) 标签(空格分隔): C++ 算法竞赛 下面是一段简单的代码,表示我们建立了一个类模板Vector,可以看做是对STL中vector的简单实现. 为了让这个Vect ...
- java vector list,Java基础之：List——ArrayList Vector
Java基础之:List--ArrayList & Vector ArrayList简单介绍 ArrayList实现了List接口,底层是一个数组,并实现了可变的功能.底层属性(transie ...
- spfa（STL写法）简单讲解+最短路(spfa)例题 acm寒假集训日记22/1/7
前言:SPFA(Shortest Path Faster Algorithm)算法是求单源最短路线的一种算法,它是Bellman-ford的队列优化,它是一种十分高效的最短路算法. spfa 其实可以 ...
- vector容器详细介绍
本文参考菜鸟教程,作为学习笔记,方便日后查阅. 介绍 向量(Vector)是一个封装了动态大小数组的顺序容器(Sequence Container).跟任意其它类型容器一样,它能够存放各种类型的对象. ...
- c++中vector用法(涵盖算法题中知识点)
文章目录 1. vector 1.1 vector的说明 1.2 特别注意 1.3 vector实例 2. vector 创建与初始化 3.vector 常用内置函数 4. vector 中元素的访问 ...
最新文章
- Java 8 vs. Scala之Lambda表达式
- 中国生物质锅炉行业全景调研与投资前景研究分析报告2021-2027年
- Juliane Begenau
- 将长方形木框拉成平行四边形_【减负提质进行时】平行四边形的面积再思考
- jax-rs jax-ws_通过JAX-WS Provider在Web服务中利用MOXy
- webstorm环境安装配置（less+autoprefixer）
- java 往excel中写数据库,poi将数据写入excel表格-怎么用java把数据库里的数据写入到excel表中...
- C++ 拷贝构造函数
- 电磁场与电磁波实验：仿真计算介质板的电磁参数
- CentOS修改时区
- Linux 环境下 vi/vim 编辑器常用命令
- AspectJWeaver
- CS61B-JAR File
- HTML 拓扑 http://www.hightopo.com/demos/index.html 拓扑
- 前端常见浏览器兼容性问题解决方案
- IT公司面试 逻辑题目
- 安装Win7时删除系统保留的100M隐藏分区
- 一分钟带你了解全链路测试
- 寒武纪笔试题——12小时制转24小时制（C\C++实现）
- 形容计算机科学与技术的句子,描写科学的句子精选40句