首先是vector的定义
template <typename T>
class vector
{
};
让我们先来看看vector中的一些别名
public:
typedef T value_type;
typedef T* pointer;
typedef T& reference;
typedef const T& const_reference;
typedef size_t size_type;
typedef ptrdiff_t difference_type;
typedef const T* const_iterator;
typedef reverse_iterator<const_iterator, value_type, size_type, difference_type> const_reverse_iterator;
typedef T* iterator;
typedef reverse_iterator<iterator, value_type, size_type, difference_type> reverse_iterator;
由上可见，正如
上一篇所说，vector的迭代器是由原生的指针来实现的。
下面是其内部的成员变量
protected:
typedef vector<T> self;
typedef allocator<T> Alloc;
iterator start;
iterator finish;
iterator end_of_element;
start：指向vector的起始地址
finish：指向最后一个元素的后一个元素的地址
end_of_element：指向已申请内存块的结束位置（finish总是小于或等于end_of_element）
在STL中从begin到end总是以一个前闭后开的形式来表示的，形如[begin,end)，这样做的好处是可以使代码写的更简洁：
template <typename Iterator, typename T>
Iterator find(Iterator first, Iterator last, const T& value)
{
while(first != last && *first != value) ++first;
return first;
}
下面来看看vector中最基本的构造函数和析构函数
vector() : start(0), finish(0), end_of_element(0)
{
}
~vector()
{
destruct(start, end_of_element);
if (start != 0) Alloc::deallocate(start, end_of_element - start);
}
这里将其中的3个成员变量都填充为0。
如
上一篇所说，在STL中是将内存分配与对象初始化分开的，同样对象析构与内存释放也是被分开的。
然后是其begin和end方法，用来获取第一个元素和最后一个元素的后一个元素的迭代器。
inline iterator begin()
{
return start;
}
inline const_iterator begin()const
{
return start;
}
inline iterator end()
{
return finish;
}
inline const_iterator end()const
{
return finish;
}
front和back分别被用来获取第一个元素和最后一个元素
inline reference front()
{
return *begin();
}
inline const_reference front()const
{
return *begin();
}
inline reference back()
{
return *(end() - 1);
}
inline const_reference back()const
{
return *(end() - 1);
}
empty、size、capacity分别被用来判别容器是否为空、容器内元素的个数和容器的大小
inline bool empty()const
{
return begin() == end();
}
inline const size_type size()const
{
return size_type(end() - begin());
}
inline const size_type capacity()const
{
return size_type(end_of_element - begin());
}
由于在vector的头部插入元素会使所有元素后移，应此它被设计为单向的，只能由尾部插入或移除数据
void push_back(const T& x)
{
if (end_of_element != finish)
{
construct(&*finish, x);
++finish;
}
else
{
insert_aux(end(), x);
}
}
inline void pop_back()
{
--finish;
destruct<T>(finish, has_destruct(*finish));
}
当然从头部移除数据也并非不可以，可以使用erase方法来移除头部的数据，erase方法将会在后面的部分作出说明。
我们先来看一下insert_aux这个方法，在插入元素时几乎都使用到了这个方法。
void insert_aux(const iterator position, const T& x)
{
if(finish != end_of_element)
{
construct(&*finish, *(finish - 1));
T x_copy = x;
copy_backward(position, finish - 1, finish);
*position = x_copy;
++finish;
}
else
{
const size_type old_size = size();
const size_type new_size = old_size == 0 ? 2 : old_size * 2;
iterator tmp = Alloc::allocate(new_size);
uninitialized_copy(begin(), position, tmp);
iterator new_position = tmp + (position - begin());
construct(&*new_position, x);
uninitialized_copy(position, end(), new_position + 1);
destruct(begin(), end());
Alloc::deallocate(begin(), old_size);
end_of_element = tmp + new_size;
finish = tmp + old_size + 1;
start = tmp;
}
}
在容器还有足够的空间时，首先将从position位置到finish位置的元素整体后移一个位置，最后将要被插入的元素写入到原position的位置同时改变finish指针的值。
若空间不足时，首先根据原有空间的大小的一倍来申请内存，然后将元素从原有位置的begin到position拷贝到新申请的内存中，然后在新申请内存的指定位置插入要插入的元素值，最后将余下的部分也拷贝过来。然后将原有元素析构掉并把内存释放掉。
为何不使用reallocate?
reallocate的本意并不是在原有内存的位置增加或减少内存，reallocate首先会试图在原有的内存位置增加或减少内存，
若失败则会重新申请一块新的内存并把原有的数据拷贝过去，这种操作本质上等价于重新申请一块内存，应此这里使用的是allocate而并非reallocate。
然后让我们来看一下insert和erase方法
inline iterator insert(iterator position, const T& x)
{
const size_type pos = position - begin();
if(finish != end_of_element && position == end())
{
construct(&*finish, x);
++finish;
}
else insert_aux(position, x);
return begin() + pos;
}
iterator erase(iterator position)
{
destruct(position, has_destruct(*position));
if (position + 1 != end())
{
copy(position + 1, end(), position);
}
--finish;
return position;
}
若是要在最后插入一个元素且容器的剩余空间还足够的话，直接将元素插入到finish的位置，并将finish指针后移一位即可。若容器空间不够或不是插在最后一个的位置，则调用insert_aux重新分配内存或插入。
删除时首先析构掉原有元素，若被删元素不是最后一个元素，则将后面的所有元素拷贝过来，最后将finish指针前移一个位置。
最后让我们来看一下其中重载的运算符
self& operator=(const self& x)
{
if(&x == this) return *this;
size_type const other_size = x.size();
if(other_size > capacity())
{
destruct(start, finish);
Alloc::deallocate(start, capacity());
start = Alloc::allocate(other_size);
finish = uninitialized_copy(x.begin(), x.end(), start);
end_of_element = start + other_size;
}
else
{
finish = uninitialized_copy(x.begin(), x.end(), start);
}
return *this;
}
inline reference operator[](size_type n)
{
return *(begin() + n);
}
inline value_type at(size_type n)
{
return *(begin() + n);
}
由于vector内部用的是原生的指针，应此这些运算符的使用方式和原生指针的并无差异。
值得注意的是在做赋值操作时会产生内存的重新分配与拷贝操作。
至此，vector的讲解已完成，完整的代码请到
http://qlanguage.codeplex.com下载
posted on 2012-06-17 17:08
lwch 阅读(3519)
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