由于vector和string的接口使用方法类似，这里便不再详细讲解vector各种接口的使用了，可以参考之前所发布的string的使用，或者从官方文档中获取详细的使用方法.
目录
vector介绍
这里直接开始讲解vector的模拟实现.
在此之前，先对vector进行一个简单的介绍.
1. vector是表示可变大小数组的序列容器。
2. 就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。
3. 本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小，为了增加存储空间。其做法是：分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小。
4. vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
5. 因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。
6. 与其它动态序列容器相比（deques, lists and forward_lists）， vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起lists和forward_lists统一的迭代器和引用更好。
这些后面模拟接口实现的时候，就会对这些概念有一个大概的了解.
先来说一下vector模拟实现的整体框架.
vector内部是指针实现的，所以类成员有三个：指向数据开始的指针，指向数据结束的指针以及指向数据容量大小的指针.它的迭代器也是一个原生指针.
主要是实现其构造、拷贝构造、赋值运算符重载、析构函数，容量相关类的接口函数，[]重载(访问下标)，对数据的修改操作（插入，删除等等）.
下面是所有的接口声明.
这里我们把迭代器提前命名好了.
namespace hmylq
{
template<class T>
class vector
{
public:
// Vector的迭代器是一个原生指针
typedef T* iterator；
iterator begin()；
iterator end()；
/construct and destroy///
vector()；
vector(int n, const T& value = T())；
template<class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)；
vector(const vector<T>& v)；
vector<T>& operator= (vector<T> v)；
~vector()；
/// capacity
size_t size() const ；
size_t capacity() const；
void reserve(size_t n)；
void resize(size_t n, const T& value = T())；
///access///
T& operator[](size_t pos)；
const T& operator[](size_t pos)const；
///modify/
void push_back(const T& x)；
void pop_back()；
void swap(vector<T>& v)；
iterator insert(iterator pos, const T& x)；
iterator erase(Iterator pos)；
private:
iterator _start; // 指向数据块的开始
iterator _finish; // 指向有效数据的尾
iterator _endOfStorage; // 指向存储容量的尾
};
}构造函数（有参，无参，迭代器）
先来看无参的构造函数：初始化列表将类成员3个指针全部初始化为空即可.
vector()
:_start(nullptr)
,_finsh(nullptr)
,_end_of_storage(nullptr)
{
;
}有参构造函数：两个参数，分别是数据的总大小以及数据的内容.
比如传一个5,1.就相当于在vector里面存储1,1,1,1,1
这里给了两个缺省值.
vector(int n, const T& value = T())//T()是一个匿名对象，如string，会调用它的构造函数，内置类型如int，也有构造函数，默认为0.
:_start(nullptr)
, _finsh(nullptr)
, _end_of_storage(nullptr)
{
reserve(n);
for (int i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
这里的reserve()和push_back()函数我们后面会模拟实现.
还有最后一个是迭代器区间构造.
首先创建一个模板参数，我们认作它为迭代器类型，然后利用从起始位置不断++直到到了数据的结尾结束，每次从中插入每个数值.
//迭代器区间构造
vector(Inputlterator first, Inputlterator last)
:start(nullptr)
,_finsh(nullptr)
,_end_of_storage(nullptr)
{
for (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
这里是保证到end时就一定结束，保证所有数据可以被访问到.
析构函数
析构函数比较简单，首先delete掉数据的内容，再将三个指针指向的内容全部置为空即可.
~vector()
{
delete[] _start;
_start = _finsh = _end_of_storage = nullptr;
}获取容量函数capacity()
由于类成员是指针，我们没办法直接返回它，可以利用指针的相减来获得空间的大小.
用指向容量大小的指针 - 指向数据开始的指针既容量大小.
size_t capacity() const
{
return _end_of_storage - _start;
}获取有效数据大小size()
这个和capacity()函数类似，只不过是用指向数据结束的指针 - 指向开始的指针.
size_t size() const
{
return _finsh - _start;
}reserve()
这个函数的作用是扩容，当用户输入的n小于原本容量时则不需要任何操作，仅当n大于_end_of_storage时才进行扩容
首先新开辟一块空间，然后将原来的数据拷贝到新空间中，再分别更新_start,_finsh,_end_of_storage，但是更新的时候会有一些问题.
先来看一个常见的错误版本.下面是错误的代码！只是拿来示例一下问题.
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
T* tmp = new T[n];//新开辟一块空间
if (_start)
{
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());//将原来的数据拷贝到新空间
delete[] _start;//释放掉旧数据，此时三个指针都指向空.
}
_start = tmp;//将开始的指针指向数据的开始
_finsh = tmp + size();//***wrong***
_end_of_storage = _start + n;
}
}以上代码看起来没有任何问题，但是在wrong的那一行，会有一个bug.
我们前面已经把空间释放掉了，所以3个指针都指向空，但是在执行_finsh = tmp + size();这条语句时，size()是如何计算的呢，size()是_finsh - _start,而此时只有_start更新了，而_finsh依然是空，所以替换过来，相当于抵消了_start,结果还是_finsh，是空.
所以解决办法是一开始先保存上数据的大小.正确代码如下：
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
size_t sz = size();
T* tmp = new T[n];
if (_start)
{
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);
delete[] _start;
}
_start = tmp;
_finsh = _start + sz ;
_end_of_storage = _start + n;
}
}resize()
这个和string类型的很像，
1.如果n > 总容量，则直接扩容到n，并且初始化
2.如果n > size(),但是小于容量，直接初始化即可
3.如果n < size(),需要删除数据
void resize(size_t n, const T& value = T())
{
if (n > capacity())
{
reserve(n);
}
if (n > size() )
{
while (_finsh < _start + n)
{
*_finsh = value;
++_finsh;
}
}
else
{
_finsh = _start + n;
}
}push_back()
这个函数的作用是尾部插入一个数据，这个比string的简单，因为vector只能插入一个数据.
首先判断是否需要扩容，再直接将*_finsh的值赋值为val，然后++_finsh，这里注意，_finsh指向的是最后一个数据的下一个位置，所以可以直接赋值.
void push_back(const T& x)
{
if (_finsh == _end_of_storage)
{
reserve(capacity() == 0 ? 4 ： capacity() * 2)；
}
*_finsh = x;
++_finsh;
}[]运算符重载
我们需要像数组一样下标访问或修改某一个元素，那么需要对[]进行重载.方法很简单，就是返回第pos个位置的值.
这里有两种，一种是普通的返回，还有一种是const修饰的，以便能适用const所修饰的调用.
T& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}const修饰的
const T& operator[](size_t pos) const
{
return _start[pos];
}
迭代器相关
上面也说过，迭代器内部也是原生指针，所以
typedef T* iterator;begin()、end()
迭代器中的begin和end就是返回指向数据开始的指针，和数据结尾的指针，如下
iterator begin()
{
return _start;
}
end()
iterator end()
{
return _finsh;
}
既然有了迭代器，那么也就对应的可以进行范围for遍历了.
for(auto e : v)
{
cout << e << endl;
} 范围for其实是一个傻瓜式的替换.
无论类里的迭代器的开始写的什么，最终都会被替换成begin()，所以如果自己实现的迭代器的开始函数名字不是begin()，则会报错，因为范围for被替换成了begin(),而没有begin()这个成员
pop_back()
思路很简单，直接--_finsh就相当于把最后一个元素删除掉了.
void pop_back()
{
assert(_finsh > _start);
--_finsh;
}insert()&&迭代器失效问题
这里insert是插入一个元素，然后有两个参数，一个是迭代器类型的pos位置，另一个是要插入的值val.
我们的思路是：
1.如果插入后空间足够，我们从pos位置依次向后挪动一个空间，再把空出来的这一个空间插入val.
2.如果插入后空间不足，则需要扩容，扩容之后再进行第一步的操作，但这样会存在迭代器失效问题.
先来看这段存在迭代器失效问题的错误代码：
void insert(iterator pos, const T& x) // 注意迭代器失效
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finsh);
//扩容
if (_finsh == _end_of_storage)
{
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);//如果需要扩容，pos位置则会改变，需要更新
}
//插入操作
iterator end = _finsh - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
_finsh++;
}然后我们测试一段代码：
void test_vector5()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
//v.push_back(5);
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
//查找3
auto p = find(v.begin(), v.end(), 3);
//如果查找到了，则在3的位置插入一个30
if (p != v.end())
{
//在p位置插入数据以后就不要再去p了，因为可能已经失效了.
v.insert(p, 30);
}
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
运行起来，发现程序崩溃了.
这是为什么呢？
我们看insert()代码中，首先插入了4个数据，此时要将新数据val插入其中，此时需要扩容
扩完容之后，_start,_finsh,_end_of_storage都已重新更新了位置，并且将原空间中的数据拷贝到新空间中，释放掉旧空间，但注意此时pos依然还在指向旧空间的位置，这就使pos成为了野指针.
画图来理解一下
所以既然pos没有变化，那我们解决方案就是：在扩完容之后重新更新一下pos即可，具体做法为：先保存pos的长度，扩完容之后，再将_start+pos即可.
void insert(iterator pos, const T& x) // 注意迭代器失效
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finsh);
if (_finsh == _end_of_storage)
{
size_t len = pos - _ start;//先保存一下长度
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);//如果需要扩容，pos位置则会改变，需要更新
pos = _start + len;
}
iterator end = _finsh - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
_finsh++;
}在那段测试代码中，我们插入了一个在p位置插入了一个30，但如果此时再插入一个40，便会再次出现问题，因为p的位置插入30时已经失效了，但有人会说我们不是更新了pos吗在扩容之后，我们仔细的看一下，pos只是一份形参！形参的改变不会影响实参，所以p并没有改变.
那可能就有人又说了，直接给pos加上引用不就可以了吗，这样pos更新，p也会跟着更新了。
这么做确实正确的解决了这个问题，但是如果下面这段代码该怎么处理呢？
insert(v.begin(),3);这句代码是说想在begin()的位置插入一个3，但是由于begin()是传值返回，会形成一份临时拷贝数据，这个数据具有常性，而我们的就是普通的iterator&，权限不可以放大.这样又会造成了问题.
那我们在iterator前面加一个const不就可以了吗，就具有了常性，但加上之后扩容的时候我们该怎么修改这个p呢？这又是个问题.
所以正如以上所说：在p位置插入一个数据后，就不要再去使用这个p了，可能会失效.
erase()&&迭代器失效问题
erase()是删除某个位置的数据，思路也很简单，就是从pos+1位置开始，每次覆盖掉前一个位置.
//STL 规定erase返回删除位置的下一个位置的迭代器
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos < _finsh);
iterator begin = pos + 1;
while (begin < _finsh)
{
*(begin - 1) = = *begin;
++begin;
}
--_finsh;
return pos;
}虽然这个代码本身不涉及迭代器失效问题，但看下面一段代码：需要删除所有的偶数.
看代码
比如原来的数据是1,2,3,4.
我们可以看到问题是出现在每次erase之后，它的后一个数据已经移动过来了，但是it依然++，相当于it跳过了一个数据直接访问下一个，所以正确的方法是：
这样就成功解决了.
这里总结一句：insert/erase pos位置，不要直接访问pos，一定要更新！
直接访问，可能会有各种出乎意料的结果，这就是所谓的迭代器失效.
总代码如下：
#include<iostream>
using namespace std;
namespace hmylq
{
template<class T>
class vector
{
public:
//vector的迭代器是一个原生指针
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finsh;
}
/Construct and destory//
vector()
:_start(nullptr)
,_finsh(nullptr)
,_end_of_storage(nullptr)
{
;
}
vector(int n, const T& val = T())//T()是一个匿名对象，如string，会调用它的构造函数，内置类型如int，也有构造函数，默认为0.
:_start(nullptr)
, _finsh(nullptr)
, _end_of_storage(nullptr)
{
reserve(n);
for (int i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
template<class Inputlterator>
//迭代器区间构造
vector(Inputlterator first, Inputlterator last)
:_start(nullptr)
,_finsh(nullptr)
,_end_of_storage(nullptr)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
vector(const vector<T>& v)//拷贝构造
:_start(nullptr)
,_finsh(nullptr)
,_end_of_storage(nullptr)
{
//_start = new T[v.size()];//v.capacity也可以
//memcpy(_start, v._start, sizeof(T) * v.size());
//_finsh = _start + v.size();
//_end_of_storage = _start + v.size();
reserve(v.size());
for (const auto &e : v)
{
push_back(e);
}
}
void swap(vector<T>& v)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finsh, v._finsh);
std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);
}
//vector(const vector<T>& v)//拷贝构造
// :_start(nullptr)
// , _finsh(nullptr)
// , _end_of_storage(nullptr)
//{
// vector<T> tmp(v.begin(), v.end());
// swap(tmp);
//}
vector<T>& operator= (vector<T> v)
{
swap(v);
return *this;
}
~vector()
{
delete[] _start;
_start = _finsh = _end_of_storage = nullptr;
}
///capacity///
size_t size() const
{
return _finsh - _start;
}
size_t capacity() const
{
return _end_of_storage - _start;
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
size_t sz = size();
T* tmp = new T[n];
if (_start)
{
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);
delete[] _start;
}
_start = tmp;
_finsh = _start + sz ;
_end_of_storage = _start + n;
}
}
void resize(size_t n, const T& value = T())
{
if (n > capacity())
{
reserve(n);
}
if (n > size() )
{
while (_finsh < _start + n)
{
*_finsh = value;
++_finsh;
}
}
else
{
_finsh = _start + n;
}
}
/access///
T& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
const T& operator[](size_t pos) const
{
return _start[pos];
}
/modify//
void push_back(const T& x)
{
if (_finsh == _end_of_storage)
{
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
}
*_finsh = x;
++_finsh;
}
void pop_back()
{
assert(_finsh > _start);
--_finsh;
}
void insert(iterator pos, const T& x) // 注意迭代器失效
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finsh);
if (_finsh == _end_of_storage)
{
size_t len = pos - _start;//先保存一下长度
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);//如果需要扩容，pos位置则会改变，需要更新
pos = _start + len;
}
iterator end = _finsh - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
_finsh++;
}
void erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos < _finsh);
iterator begin = pos + 1;
while (begin < _finsh)
{
*(begin - 1) == *begin;
++begin;
}
--_finsh;
}
private:
iterator _start;//指向数据块的开始
iterator _finsh;//指向有效数据的尾
iterator _end_of_storage;//指向存储容量的尾
};
}