C++之vector类的代码及其逻辑详解 （下）

1. insert()

这个就是在指定位置插入一个元素，首先计算要插入的这个位置和开头之间的距离，接着判断那个_finish 有没有碰到_endofstorage 或者_endofstorage 是不是为0，如果满足条件，那就进行扩容，然后接着重新计算距离，因为我们经过扩容了，所以可能插入的位置会不准，所以要重新计算，接着我们算一个end，这个end就是最后一个元素的位置，然后通过挪动的方式留出pos的空间，接着插入对应元素再++_finish 。

void insert(iterator pos, const T& x)
{assert(pos >= _start && pos <= _finish);size_t len = pos - _start;if (_finish == _endofstorage && _endofstorage != 0){reserve(capacity() * 2);}else{reserve(4);}pos = _start + len;iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){*(end + 1) = *end;--end;}*pos = x;++_finish;}

2. reserve()

这个函数就是改变vector的capacity，同时并不像resize一样会添加或者减少元素。

首先保存当前元素数量 sz，然后动态分配大小为 n 的新内存 tmp。若原内存_start 非空，则通过循环调用元素的赋值运算符将原数据逐个复制到新内存中（而非直接使用 memcpy，避免浅拷贝问题），随后释放原内存。最后更新_start 指向新内存，_finish 指向原元素末尾的下一个位置，_endofstorage 指向新容量的末尾。若 n 不大于当前容量，则不执行任何操作。

简单来说就是新开一个扩容后数组然后把旧的赋值给他，接着直接把原来的vector的三个指针直接指向新的，从而完成替换实现reserve。

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);for (int i = 0; i < sz; i++) {tmp[i] = _start[i];}delete[] _start;}_start = tmp;_finish = _start + sz;_endofstorage = _start + n;}
}

3.  resize()

这个函数就是改变vector的大小，如果比原来的size小，那就改变finish的位置。

如果比原来的size大，那就吧finish向后移动，并在每一个添加的位置赋值为val。

PS：这个val之所以要设计成const T& val=T()，是因为我们并不知道这个vector里面是什么类型的，在加上这个resize在stl库里面支持只给一个n，所以我们在这里就这么设计。意思是表用它的默认构造，我们在这里不用担心int这种内置类型，因为C++支持像int a=int(1)这种语法了。

void resize(size_t n, const T& val=T())
{if (n < size()){_finish = _start + n;}else{reserve(n);while (_finish != _start + n){*(_finish) = val;++_finish;}}
}

4. swap()

这个的话就是交换两个vetcor里面的内容。

原理上来说的话就是通过swap两个vector里面的三个指针来实现。

void swap(vector<T>& v)
{std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
}

5. capacity()

这个的话就是返回vector的capacity，因为_endofstorage和_start是指针而不是实际的大小，所以我们在这里要做减法。

size_t capacity() const
{return (_endofstorage - _start);
}

6. size()

这个的话就是返回vector的size，原因的话和上面一样。

size_t size() const
{return (_finish - _start);
}

7. operator[]

这个的话是运算符重载的[]，简单来说就是可以通过下标的方式来对vector里面的内容进行访问。

同时在这里提供了普通版本和const版本。

T& operator[](size_t pos)
{	assert(pos < size());return _start[pos];
}const T& operator[](size_t pos) const
{assert(pos < size());return _start[pos];
}

8. print()

这个就是打印，通过迭代器的方式来对vector里面的内容进行打印。

void print()
{for (auto e : *this){std::cout << e << ' ';}cout << endl;
}

 9. 总结

本文围绕C++中的vector容器展开了全面解析，从基础特性到具体接口操作进行了系统梳理。

首先，明确了vector的核心特性及空间结构，让读者对其底层存储有了整体认知；接着，深入讲解了vector类的关键成员与函数，包括私有成员的作用，以及构造函数（默认、拷贝、范围构造）和析构函数在对象创建与销毁时的机制；同时，详细介绍了迭代器相关的begin、end接口，以及erase、pop_back、insert等元素增删操作，reserve、resize、swap等空间与容器管理函数，还有capacity、size的获取方式；此外，还涵盖了重载的方括号运算符（用于便捷访问元素）和print方法（用于元素输出）。

通过这些内容，全面呈现了vector的使用逻辑与核心功能，帮助读者从底层原理到实际操作，完整掌握vector容器的应用。

以下是vector的完整代码：

#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
namespace struggle
{template<class T>class vector{public:typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;iterator begin(){return _start;}iterator end(){return _finish;}const_iterator begin() const{return _start;}const_iterator end() const{return _finish;}vector(size_t n, const T& val = T()){resize(n, val);}vector(int n, const T& val = T()){resize(n, val);}template<class InputIterator>vector(InputIterator first, InputIterator last){while (first != last){push_back(*first);++first;}}vector(const vector<T>& v){_start = new T[v.capacity()];for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){_start[i] = v._start[i];}_finish =_start+v.size();_endofstorage = _start + v.capacity();}void swap(vector<T>& v){std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);}vector<T>& operator=(vector<T> v){swap(v);return *this;}vector():_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr){}~vector(){delete[] _start;_start = _finish = _endofstorage = 0;}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);for (int i = 0; i < sz; i++) {tmp[i] = _start[i];}delete[] _start;}_start = tmp;_finish = _start + sz;_endofstorage = _start + n;}}void push_back(const T& x){if (_finish == _endofstorage && _endofstorage != 0){reserve(capacity() * 2);}else{reserve(4);}*_finish = x;++_finish;}size_t capacity() const{return (_endofstorage - _start);}size_t size() const{return (_finish - _start);}T& operator[](size_t pos){assert(pos < size());return _start[pos];}const T& operator[](size_t pos) const{assert(pos < size());return _start[pos];}void resize(size_t n, const T& val=T()){if (n < size()){_finish = _start + n;}else{reserve(n);while (_finish != _start + n){*(_finish) = val;++_finish;}}}void erase(iterator pos){assert(pos >= _start && pos < _finish);iterator it = pos;while (it + 1 != _finish){*it = *(it + 1);++it;}--_finish;}void pop_back(){assert(_start != _finish);--_finish;}void insert(iterator pos, const T& x){assert(pos >= _start && pos <= _finish);size_t len = pos - _start;if (_finish == _endofstorage && _endofstorage != 0){reserve(capacity() * 2);}else{reserve(4);}pos = _start + len;iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){*(end + 1) = *end;--end;}*pos = x;++_finish;}/*void print(const vector<int>& v){for(auto e:v){std::cout << e << ' ';}cout << endl;}*/void print(){for (auto e : *this){std::cout << e << ' ';}cout << endl;}private:iterator _start;iterator _finish;iterator _endofstorage;};
}