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C++ vector详解

CPP开发者 2021-06-06

(给CPP开发者加星标,提升C/C++技能)

来源:woder
https://www.cnblogs.com/ishen/p/12508379.html

【导读】: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。可以简单的认为,vector是一个能够存放任意类型的动态数组。接下来,请跟随小编一起来复习一下吧。


以下是正文


前言


本文mark了vector的一些接口,介绍了vector中的对内存和对象的管理详解请见cppreference-vector。


1. vector内部管理着一块内存,压入对象的时候,会使用这块内部的内存使用placement new去进行对象的生成,而释放对象的时候,显式的去调用析构函数去释放对象。


2. size代表vector中的实际含有元素数量,而capacity表示容量。


3. resize()调整size的时候会生成或释放元素,释放的本质只是调用了析构,但是那块内存块还在vector中。


4. reserve()调整capacity的时候只会增大但是不会减小。


5. push_back()同时支持copy构造&和移动语义构造&&,配合std::move或者std::forward效果更佳。


6. earse()用来删除元素,参数是迭代器, 范围删除的时候是前闭后开【 )。


7. emplace()相当于insert(),但是其通过参数包和模板偏特化减少了一次拷贝构造的过程。


正文

 

2.1 vector基本布局


一个简单的vector,我们可以理解成如下形式,主要是举了reserve()和resize()这两个例子,来举例vector是如何分配内存,创建初始化对象的,以及析构对象的;


vector内部管理着一块内存,当需要push_back对象的时候,会使用这块内部的内存使用placement new去进行对象的生成,而释放对象的时候,显示的去调用析构函数去释放对象(这只是一种理解,实际实现不一定如此,但是原理上大同小异)

template<class T>class vector{ public: unsigned char *buffer; int size_; int capacity_; T value_type; //分配内存 void reserve(int capacity){ if(capacity > capacity_){//创建一块新内存放过去 unsigned char * temp = malloc(sizeof(value_type) * capacity); memcpy(temp, buffer, capacity_); capacity_ = capacity; free(buffer); buffer = temp; } } //调整元素 void resize(int size){ int duration = sizeof(value_type); if(size > size_){ for(int i = size_ ; i < size ; ++i){ T *obj = new(buffer[i*duration])T();//使用buffer[i * duration]内存块去创建对象 } } else{ for(int i = size_ - 1; i >= size ; --i){ T *obj = (T*) buffer[ i* duration]; obj->~T();//调用析构
} } }};

2.2 constructor


基本构造函数


有四种如下的方式,其中特别注意使用iterator的方式进行copy construct的时候,也可以直接传递数组地址过去,会自动转换

// constructors used in the same order as described above: std::vector<int> first; // empty vector std::vector<int> second (4,100); // four ints with value 100 std::vector<int> third (second.begin(),second.end()); // iterating through second std::vector<int> fourth (third); // a copy of third
// the iterator constructor can also be used to construct from arrays: int myints[] = {16,2,77,29}; std::vector<int> fifth (myints, myints + sizeof(myints) / sizeof(int) );

列表初始化

可以使用c++11的列表初始化进行快速初始化

vector<int> a{{1}, {2}, {3}}; //加不加括号都一样vector<int> a={{1}, {2}, {3}};

2.3 size()和capacity()


size是指当前vector中含有的元素数量,capacity是指vector中拥有的空间

void resize (size_type n);

调整vector的size, 如果size比当前拥有的大,会创建默认对象进行push_back,如果size比当前的小,会缩小size,但是不缩小capacity,创建和释放会调用构造函数与析构函数

vector<int> v;v.resize(5); //调整元素个数
void reserve (size_type n);

调整vector的capacity,如果capacity比当前的小,不缩小,反之,则增加capacity

vector<int> v;v.reserve(5); //调整容量大下
value_type* data() noexcept;

返回内存块的指针首地址

vector<int> v(10);int *p = v.data(); //获取内存块首地址

2.4 element access


reference at (size_type n);

返回对应的位置元素的引用,和[]作用相同,但是会做检查

vector<int> v(10);int number = v.at(0); //获取

2.5 Modifiers


std::vector::push_back


插入,参数支持引用和右值

void push_back (const value_type& val);void push_back (value_type&& val);

std::vector::erase


删除, 参数是迭代器

// erase the 6th element myvector.erase (myvector.begin()+5);
// erase the first 3 elements: myvector.erase (myvector.begin(),myvector.begin()+3)

std::vector::assign


赋值,能使用数组对vectro进行赋值

int myints[] = {1776,7,4};third.assign (myints,myints+3); // assigning from array.


template <class... Args>iterator emplace (const_iterator position, Args&&... args);

插入,和insert一样,但能可以减少一次copy构造, 因为参数是一个变参包,这个变参数包通过模板偏特化匹配解包,传递给对应类的构造函数直接构造对象, 我们可以这么理解参数包的运行过程:emplace将参数包传到temp中,会首先根据当前的参数找到偏特化的实现的模板 class temp, 然后调用其构造函数,此处用到了参数包+模板偏特化实现参数匹配。

class temp{public: temp(int a, int b){ cout<<"a:"<<a<<"b:"<<b<<endl; // 1 2 cout<<"construct\n"; }}
template <class type>class vector{ public: template<class ...args> emplace(vector<type>::Iterator iter, args ...a){ ..... //将这个参数包传给temp(int a, int b) temp(a...); ..... }}
vector<temp> v;v.emplace(v.begin(), 1,2);


- EOF -


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