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1.Vector介绍
- vector是表示可变大小数组的序列容器。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 与其它动态序列容器相比（deque, list and forward_list）， 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list和forward_list 统一的迭代器和引用更好。
2.Vector的常见使用
2.1 vector构造函数
| (constructor)构造函数声明 | 接口说明 |
| vector() | 无参构造 |
| vector (size_type n,const value_type&val=value_type()) | 构造并初始化n个val |
|
vector (const vector& x)
|
拷贝构造 |
|
vector (InputIterator fifirst, InputIterator last)
|
迭代器进行初始化构造 |
2.2 vector iterator使用
逻辑位置示意图：
| iterator的使用 | 接口说明 |
| begin+end |
获取第一个数据位置的
iterator/const_iterator
， 获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
|
| rbegin+rend |
获取最后一个数据位置的
reverse_iterator
，获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator
|
简单使用例子：
void test1()
{
vector<int> V;
V.push_back(1);
V.push_back(2);
V.push_back(3);
V.push_back(4);
vector<int>::iterator it = V.begin();
while (it != V.end())
{
cout << *it << ' ';
++it;
}
cout << endl;
//反向迭代器
vector<int>::reverse_iterator rit = V.rbegin();
while (rit != V.rend())
{
cout << *rit << ' ';
++rit;
}
cout << endl;
}
2.3 vector空间增长问题
| 容量空间 | 接口说明 |
| size | 获取数据个数 |
| capacity | 获取容量大小 |
| empty | 判断是否为空 |
| resize | 改变vector的size |
| reserve | 改变vector的capacity |
测试vector的默认扩容机制:
void TestVectorExpand()
{
size_t sz;
vector<int> v;
sz = v.capacity();
cout << "making v grow:\n";
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
v.push_back(i);
if (sz != v.capacity())
{
sz = v.capacity();
cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
}
}
}vs下运行：
gcc下运行：
- capacity的代码在vs和g++下分别运行会发现，vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。不要固化的认为，vector增容都是2倍，具体增长多少是根据具体的需求定义的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。
void test2()
{
vector<int> v;
// set some initial content:
for (int i = 1; i < 10; i++)
v.push_back(i);
v.resize(5);
v.resize(8, 100);
v.resize(12);
cout << v.size() << endl;
cout << "v contains:";
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
cout << ' ' << v[i];
cout << endl;
}
使用reserve提前设置好容量:
2.4 vector增删改查
| vector增删改查 | 接口说明 |
| push_back | 尾插 |
| pop_back | 尾删 |
| find | 查找（算法模块实现，不是vector成员接口） |
| insert | 在pos前插入val |
| erase | 删除pos位置数据 |
| swap | 交换两个vector数据空间 |
| operator[ ] | 像数组一样下标访问 |
测试代码：
void test3()
{
vector<int> v{ 1,2,3,4 };//列表方式初始化，C++11新语法
v.push_back(5);
v.push_back(6);
v.pop_back();
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
{
cout << v[i] << ' ';
}
cout << endl;
vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
if (pos != v.end())
{
v.insert(pos, 0);
}
pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
v.erase(pos);
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
{
cout << v[i] << ' ';
}
cout << endl;
}
2.5 vector迭代器失效问题
细心的朋友，可能已经发现我上面圈出来的重复find查找了一次，这是因为如果不再find给pos赋值，insert后不接受迭代器返回值继续erase会造成迭代器失效问题。
迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了封装，比如：vector的迭代器就是原生态指针T* 。因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃)。
对于vector可能会导致其迭代器失效的有效的操作有：
- 会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效，比如：resize、reserve、insert、assign、push_back等。
扩容后原来的pos已经失效，变为野指针。
若不扩容insert后pos指向插入元素。
- 指定位置元素的删除——erase
习题：
下面程序的输出结果正确的是( )
int main() { int ar[] ={1,2,3,4,0,5,6,7,8,9}; int n = sizeof(ar) / sizeof(int); vector<int> v(ar, ar+n); vector<int>::iterator it = v.begin(); while(it != v.end()) { if(*it != 0) cout<<*it; else v.erase(it); it++; } return 0; }A.程序运行崩溃
B.1 2 3 4 5 0 6 7 8 9
C.1 2 3 4 5 6 7 8 9
D.1 2 3 4 6 7 8 9
答案：当迭代器的值为0时，此时会进行删除，删除后如果迭代器不重新赋值，会导致原来的迭代器失效，此时针对一个已经失效的迭代器在进行++,会导致程序崩溃。故答案为A
下面关于迭代器失效的描述哪个是错误的（ ）
A.vector的插入操作一定会导致迭代器失效
B.vector的插入操作有可能不会导致迭代器失效
C.vector的删除操作只会导致指向被删除元素及后面的迭代器失效
D.vector的删除操作只会导致指向被删除元素的迭代器失效
答案：vector的插入操作如果导致底层空间重新开辟，则迭代器就会失效。如果空间足够，那么迭代也算失效了，因为数据相对位置已经发生改变，他已经不是指向之前的位置了。
vector删除，当前元素肯定失效，后面元素会牵扯到移动数据，因此删除元素后面的迭代器也会失效。
故答案为BD
vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
if (pos != v.end())
{
pos=v.insert(pos, 0);
//pos当前指向0
}
//删除3
++pos;
v.erase(pos);3.Vector深度剖析及模拟实现
3.1 模拟实现（可跳过）
私有成员变量：与上图保持一致
iterator _start;
iterator _finish;
iterator _end_of_storage;构造函数：
拷贝构造函数：（现代写法）
swap：
赋值运算符重载：（现代写法）
析构函数：
迭代器：
size和capacity:
reserve:（为什么不使用memcpy在后面将解）
resize:
operator[ ]:
insert:
erase:
push_back,pop_back():（复用insert,erase)
3.2 不使用memcpy剖析
memcpy是浅拷贝
1.memcpy是内存的二进制格式拷贝，将一段内存空间中内容原封不动的拷贝到另外一段内存空间中。2. 如果拷贝的是自定义类型的元素，memcpy既高效又不会出错，但如果拷贝的是自定义类型元素，并且自定义类型元素中涉及到资源管理时，就会出错，因为memcpy的拷贝实际是浅拷贝。
假设一个vector<vector<int>>类型，实际内存分配：
memcpy分配：（浅拷贝，释放2次空间，第二次为野指针造成内存泄漏）
采取深拷贝（自己实现）：
