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C++ ——— 模拟实现 vector 类

news 来源：原创 2025/6/10 0:24:22

vector 类的框架

无参数的构造函数

析构函数

获取有效数据个数

获取容量

重载 [] 运算符

可读可写版本

只可读版本

扩容

尾插

实现迭代器

可读可写版本

只可读版本

自定义设置size长度和内容

在任意位置插入

删除任意位置的数据

赋值重载

vector 类的框架

namespace rjj
{template<class T>class vector{public:    typedef T* iterator;private:iterator _start;iterator _finish;iterator _endofstorage;};
}

首先把要模拟实现的 vector 类用命名空间区分开来，以免和编译器自带的 vector 类冲突

vector 类要支持不同类型的实例化，所以使用模板来定义，这样在实例化的时候就能实例化不同的类型：vector<int>、vector<char>、vector<string> 等

_start 是指向空间起始位置的指针

_finish 是指向有效数据后一个位置的指针

_endofstorage 是指向开辟的动态空间末尾的指针

无参数的构造函数

vector():_stat(nullptr),_finish(nullptr),_endofstorage(nullptr)
{}

析构函数

~vector()
{delete[] _start;_start = _finish = _endofstorage = nullptr;
}

获取有效数据个数

size_t size() const
{return _finish - _start;
}

获取容量

size_t capacity() const
{return _endofstorage - _start;
}

重载 [] 运算符

可读可写版本

T& operator[](size_t pos)
{assert(pos < size());return _start[pos];
}

只可读版本

const T& operator[](size_t pos) const
{assert(pos < size());return _start[pos];
}

扩容

void reserve(size_t n)
{// 要保证扩容的大小大于当前容量if (n > capacity()){size_t sz = size();// 开辟新空间T* tmp = new T[n];// 拷贝并且释放旧空间if (_start){// 这样会出现浅拷贝问题// memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());// 深拷贝for (int i = 0; i < sz; i++){tmp[i] = _start[i];}delete[] _start;}_start = tmp;_finish = _start + sz;_endofstorage = _start + n;}
}

尾插

void Push_back(const T& x)
{// 先判断是否需要扩容if (_finish == _endofstorage){reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);}// 尾插数据*_finish = x;_finish++;
}

测试代码：

实现迭代器

可读可写版本

iterator begin()
{return _start;
}iterator end()
{return _finish;
}

直接使用原生指针即可实现

代码演示：

只可读版本

typedef const T* const_iterator;
const_iterator begin() const
{return _start;
}
const_iterator end() const
{return _finish;
}

自定义设置size长度和内容

void resize(size_t n, const T& val = T())
{if (n <= size()){_finish = _start + n;}else{// 先判断是否需要扩容reserve(n);while (_finish < _start + n){*_finish = val;_finish++;}}
}

当要设置的长度小于或等于 size() 时，也就是小于有效数据长度时，直接减小 _finish 的指向即可

当要设置的长度大于 size() 时，先判断是否需要扩容，在从 _finish 的位置依次往后赋值

测试代码：

小于时：

大于时：

在任意位置插入

void insert(iterator pos, const T& x)
{assert(pos >= _start);assert(pos <= _finish);// 先判断是否需要扩容if (_finish == _endofstorage){// 防止异地扩容后 pos 变成野指针，先记录长度size_t len = pos - _start;reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);// 再重新赋值pos = _start + len;}// 指向最后一个数据的下一个位置iterator end = _finish;// 向后挪动while (end > pos){*end = *(end - 1);end--;}// 插入数据*pos = x;_finish++;
}

插入数据就会存在会扩容情况，如果扩容的话，pos 还是指向原来的空间，只要发生了扩容就会导致 pos 变成野指针，所以要使用 pos - _start 计算出长度先存储，不论是否扩容，再重新赋值 pos

测试代码：

删除任意位置的数据

iterator erase(iterator pos)
{assert(pos >= _start);assert(pos < _finish);// 指向 pos 位置的后一个位置iterator next = pos + 1;// 向前覆盖while(next < _finish){*(next - 1) = *next;next++;}_finish--;return pos;
}

测试代码：

赋值重载

void swap(vector<T>& v)
{std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
}
vector<T>& operator=(vector<T> tmp)
{swap(tmp);return *this;
}

C++ ——— 模拟实现 vector 类

目录 vector 类的框架无参数的构造函数析构函数获取有效数据个数获取容量重载 [] 运算符可读可写版本只可读版本扩容尾插实现迭代器可读可写版本只可读版本自定义设置size长度和内容在任意位置插入删除任意位置的数据赋值重载 vector 类的框…...

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