STL vector的內部實現原理及基本用法

本文基於stl vector源**，但是不考慮分配器allocator，迭代器iterator，異常處理try/catch等內容，同時對_ucopy（）、 _umove（）、 _ufill（）函式也不會過度分析。

template
_ty,
class
_ax>
class
vector
: public _vector_val<_ty _ax>
;

簡單理解，就是vector是利用上述三個指標來表示的，基本示意圖如下：

兩個關鍵大小：

大小：size=_mylast - _myfirst；

容量：capacity=_myend - _myfirst；

分別對應於resize()、reserve()兩個函式。

size表示vector中已有元素的個數，容量表示vector最多可儲存的元素的個數；為了降低二次分配時的成本，vector實際配置的大小可能比客戶需求的更大一些，以備將來擴充，這就是容量的概念。即capacity>=size，當等於時，容器此時已滿，若再要加入新的元素時，就要重新進行記憶體分配，整個vector的資料都要移動到新記憶體。二次分配成本較高，在實際操作時，應盡量預留一定空間，避免二次分配。

1、構造

vector的建構函式主要有以下幾種：

vector() : _mybase()
explicit
vector(size_type _count) : _mybase()
vector(size_type _count, const _ty& _val) : _mybase()
vector(const _myt& _right) : _mybase(_right._alval)

vector優異效能的秘訣之一，就是配置比其所容納的元素所需更多的記憶體，一般在使用vector之前，就先預留足夠空間，以避免二次分配，這樣可以使vector的效能達到最佳。因此元素個數_count是個遠比元素值 _val重要的引數，因此當構造乙個vector時，首要引數一定是元素個數。

由上各建構函式可知，基本上所有建構函式都是基於_construct _n() 的

bool _buy(size_type _capacity)
return (true);
}void _construct_n(size_type _count, const _ty& _val)

這樣就完成了vector容器的構造了。

2、析構

vector的析構函式很簡單，就是先銷毀所有已存在的元素，然後釋放所有記憶體

void _tidy()
_myfirst = 0, _mylast = 0, _myend = 0;
}

vector的插入和刪除元素是通過push_ back () 、 pop_back()兩個介面來實現的，他們的內部實現也非常簡單

void push_back(const _ty& _val)
void pop_back()
}

1、reserve()操作

之前提到過reserve（count）函式主要是預留count大小的空間，對應的是容器的容量，目的是保證（_myend - _myfirst）>=count。只有當空間不足時，才會操作，即重新分配一塊記憶體，將原有元素拷貝到新記憶體，並銷毀原有記憶體

void reserve(size_type _count)
_myend = _ptr + _count;
_mylast = _ptr + _size;
_myfirst = _ptr;}}

2、resize()操作

resize（count）函式主要是用於改變size的，也就是改變vector的大小，最終改變的是（_mylast - _myfirst）的值，當size < count時,就插入元素，當size >count時，就擦除元素。

void resize(size_type _newsize, _ty _val)

3、_insert_n()操作

resize()操作和insert()操作都會利用到_insert_n()這個函式，這個函式非常重要，也比其他函式稍微複雜一點

雖然_insert_n(_where, _count, _val ) 函式比較長，但是操作都非常簡單，主要可以分為以下幾種情況：

else
if (_capacity < size() + _count)

這種情況下，資料從原始容器移動到新分配記憶體時是從前到後移動的

這種情況下不需要再次進行記憶體分配，且資料是從後往前操作的。首先是將where~last向後移動，為待插入資料預留count大小的空間，然後從_mylast處開始填充，然後將從where處開始填充剩餘元素

else
if ((size_type)(_mylast - _vec_iter_base(_where)) < _count)

4、erase()操作

iterator erase(const_iterator _first_arg,
const_iterator _last_arg)
return (_first);
}

主要操作就是將後半部分的有效元素向前拷貝，並將後面空間的無效元素析構，並更新_mylast變數

5、assign()操作

assign()操作最終都會呼叫到下面的函式，主要操作是首先擦除容器中已有的全部元素，在從頭開始插入count個val元素

void _assign_n(size_type _count, const _ty& _val)

五、基本使用

在經過上述對vector內部實現的分析後，再來理解相應介面就變得簡單得多。

vector對外介面主要可以分為：

ectorc
vector
c1(c2)
vector
c(n)
vector
c(n, elem)
vector
c(beg,end)
c.~ vector
()

c.push_back(elem)
c.pop_back()
c.insert(pos,elem)
c.insert(pos,n,elem)
c.insert(pos,beg,end)
c.erase(pos)
c.erase(beg,end)
c.clear()
c.assign(beg,end)
c.assign(n,elem)

c.capacity()
c.max_size()
c.resize(num)
c.reserve()
c.size()

c.begin()
c.end()
c.rbegin()
c.rend()

operator
c.at(idx)
c.front()
c.back()

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