标签：根据 r++ == amp 一个 随机 size_t 数据结构 copy
vector的数据安排以及操作方式，与array（c++自身提供的序列式容器）非常相似。两者唯一的差别在于空间的运用的灵活性。array是静态空间，一旦配置了将不能随意更改其大小，若要更改需要重新配置一块新的空间，如何将元素从旧址中一一搬迁，再释放原来的系统。而vector是动态空间，随着元素的加入，它的内部机制会自行扩充空间已容纳新元素。（实际vector每次动态分配的空间大小是有限的，超过了这个临界值同样是要像array一样进行元素搬迁，下面将会进行详细介绍）vector 是最常用的 C++ 容器，其动态扩容的特性是普通数组无法具备的，大大增加了编程的灵活性。
vector维护的是一个连续线性空间，所以不论其元素型别为何，普通指针都可以作为vector的迭代器而满足所有必要条件，因为vector迭代器所需要的操作，如operator*、operator->、operater++、operater--、operator-、operator+、operator+=、operator-=，普通指针天生就具备。vecotr支持随机存取，而普通指针正有这样的能力，所以，vecotr提供的是Random Access Iterators。
template<class T, class Alloc = alloc> class vector{ public: typedef T value_type; typedef value_type* iterator;//vector的迭代器是普通指针 ... };
iterator start;//指向vector目前使用空间头，即vector.begin() iterator finish;//指向vector目前使用空间尾，即vector.end() iterator end_of_storage;//指向vector目前可用空间尾
为了降低空间配置时的开销成本，vector每次配置的大小会比需求量更大，剩余的空间用于将来扩充的需要，这就是容量(capacity)的观念。也就是说，一个vector的容量永远大于或等于其大小，一大容量等于其大小，就是满载，下次再有元素新增，将要像array进行元素搬迁一样，另外开辟一个空间移动已有元素，另外开辟空间的大小一般情况下是现有空间大小的两倍。
运用 start，finish，end_of_stroage三个迭代器，可以轻易地提供首尾标示、大小、容量、空容器判断...等等机能
template<class T, class Alloc = alloc> class vector{ ... public: iterator begin() {return start;} iterator end() {return finish;} size_type size() const {return size_type(end()-begin());} size_type capacity const{ return size_type(end_of_storage-begin()); } bool empty const{return begin()==end();} reference operator[](size_type n){return *(begin()+n);} reference front(){return *begin();} reference back(){return *(end()-1);} ... }
以下是vector配置空间过程的部分代码：
//vector提供的许多constructor vector() : start(0), finish(0), end_of_storage(0) {} vector(size_type n, const T& value) { fill_initialize(n, value); } vector(int n, const T& value) { fill_initialize(n, value); } vector(long n, const T& value) { fill_initialize(n, value); } explicit vector(size_type n) { fill_initialize(n, T()); } .... //填充并予以初始化 void fill_initialize(size_type n, const T& value) { start = allocate_and_fill(n, value); finish = start + n; end_of_storage = finish; } .... //配置而后填充 iterator allocate_and_fill(size_type n, const T& x) { iterator result = data_allocator::allocate(n); __STL_TRY { uninitialized_fill_n(result, n, x); return result; } __STL_UNWIND(data_allocator::deallocate(result, n)); } //uninitialized_fill_n会根据第一参数的型别来决定算法使用fill_n()或者反复调用construct()来完成任务
当我们以push_back()将新元素插入vector尾端时，该函数先检查是否还有备用空间，如果有就直接在备用空间上构造元素，并调整迭代器finish，使vector变大。不过没有备用空间，就扩充空间（重新配置、移动数据、释放原空间）：
void push_back(const T& x) { if (finish != end_of_storage) { //还有备用空间 construct(finish, x); //全局函数 ++finish; } else //无备用空间 insert_aux(end(), x); //成员函数，后续会分析 } .... template <class T, class Alloc> void vector<T, Alloc>::insert_aux(iterator position, const T& x) { if (finish != end_of_storage) { //还有备用空间 //在备用空间的起始处构造一个元素，并以 vector 最后一个元素值为其初值 construct(finish, *(finish - 1)); //调整水位 ++finish; T x_copy = x; //全局函数，从后面finish-1往前复制[position,finish-2]的值 copy_backward(position, finish - 2, finish - 1); *position = x_copy; } else { //已无后备空间 const size_type old_size = size(); const size_type len = old_size != 0 ? 2 * old_size : 1; //为当前空间两倍大小 iterator new_start = data_allocator::allocate(len); iterator new_finish = new_start; __STL_TRY { //复制[start,position)复制到new_start，new_finish为new_start+(position-start) new_finish = uninitialized_copy(start, position, new_start); construct(new_finish, x); ++new_finish; //调整水位 //复制[position,finish)复制到new_finish new_finish = uninitialized_copy(position, finish, new_finish); } catch(...) { destroy(new_start, new_finish); data_allocator::deallocate(new_start, len); throw; } destroy(begin(), end()); //调用旧空间元素的析构函数 deallocate(); //释放旧空间 start = new_start; finish = new_finish; end_of_storage = new_start + len; } }
所谓动态增加大小，并不是在原空间之后接续空间（因为无法包装原空间之后尚有可配置的空间），而是以原大小的两倍另外配置一块较大的空间，然后将原来内容拷贝过来，然后才开始在原内容之后构造新元素，并释放原空间。因此对vector的任何操作，一旦引起空间重新配置，指向原vector的所有迭代器就都失效了。
pop_back():
void pop_back() { --finish; destroy(finish); //finish->~T 这里仅仅是调用指针finish所指对象的析构函数，不能释放内存 }
erase():
iterator erase(iterator first, iterator last) { iterator i = copy(last, finish, first); destroy(i, finish); finish = finish - (last - first); return first; } iterator erase(iterator position) { if (position + 1 != end()) copy(position + 1, finish, position); //全局函数 --finish; destroy(finish); return position; }
clear():
void clear() { erase(begin(), end()); }
insert():
template <class T, class Alloc> void vector<T, Alloc>::insert(iterator position, size_type n, const T& x) { if (n != 0) { //当 n != 0 才进行一下操作 if (size_type(end_of_storage - finish) >= n) { //备用空间大于新增元素个数 T x_copy = x; //计算插入点之后的现有元素个数 const size_type elems_after = finish - position; iterator old_finish = finish; if (elems_after > n) { //插入点之后的现有元素个数大于新增元素个数 uninitialized_copy(finish - n, finish, finish); finish += n; copy_backward(position, old_finish - n, old_finish); fill(position, position + n, x_copy); } else { //插入点之后的现有元素个数小于等于新增元素个数 uninitialized_fill_n(finish, n - elems_after, x_copy); finish += n - elems_after; uninitialized_copy(position, old_finish, finish); finish += elems_after; fill(position, old_finish, x_copy); } } else { //备用空间小于新增元素个数（那就必须配置额外的内存） //首先决定新长度：旧长度的两倍，或旧长度 + 新增元素个数 const size_type old_size = size(); const size_type len = old_size + max(old_size, n); //以下配置新的vector空间 iterator new_start = data_allocator::allocate(len); iterator new_finish = new_start; __STL_TRY { //旧vector插入点之前的元素复制到新空间 new_finish = uninitialized_copy(start, position, new_start); //新增元素填入新空间 new_finish = uninitialized_fill_n(new_finish, n, x); //旧vector插入点之后的元素复制到新空间 new_finish = uninitialized_copy(position, finish, new_finish); } catch(...) { //如果发生异常，实现commit和rollback操作 destroy(new_start, new_finish); data_allocator::deallocate(new_start, len); throw; } //以下清除并释放旧的vector destroy(start, finish); deallocate(); //以下调整水位 start = new_start; finish = new_finish; end_of_storage = new_start + len; } } }
插入完成后，新节点将位于哨兵迭代器所指节点的前方，这是stl对于插入操作的标准规范，下图展示来插入操作：
标签：根据 r++ == amp 一个 随机 size_t 数据结构 copy
原文地址：https://www.cnblogs.com/LEEYATWAH/p/11704647.html
