【C++航海王：追寻罗杰的编程之路】vector
1 -> vector的介绍及使用
1.1 -> vector的介绍
- vector是表示可变大小数组的序列容器；
- 像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就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，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时，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；
- 与其他动态序列容器相比(deque, list and forward_list),vector在访问元素时更加高效，在，末尾添加和删除元素相对高效。对于其他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。
使用STL的三个境界：能用、明理、能扩展。
1.2 -> vector的使用
1.2.1 -> vector的介绍
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(Inputlterator first, Inputlterator last) | 使用迭代器进行初始化构造 |
1.2.2 -> vector iterator的使用
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_iteratorreverse_iterator |
1.2.3 -> 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 |
reverse | 改变vector的capacity |
- 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；
- reverse只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reverse可以缓解vector增容的代价缺陷问题；
- resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size。
1.2.4 -> vector的增删查改
vector增删查改 | 接口说明 |
|---|---|
push_back | 尾插 |
pop_back | 尾删 |
find | 查找 |
insert | 在position之前插入val |
erase | 删除position位置的数据 |
swap | 交换两个vector的数据空间 |
operator[] | 像数组一样访问 |
1.2.5 -> vector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操作有：
1. 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、reverse、insert、assign、push_back等。
2. 指定位置元素的删除 -> erase
erase删除pos位置元素后，pos位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上迭代器不会失效，但是：如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时，vs就认为该位置迭代器失效了。
3. 注意：Linux下，g++编译器对迭代器失效的检测不是非常严格，处理也没有vs下极端。
从上述三个例子可以看到：SGI STL中，迭代器失效后，代码并不一定会崩溃，但是运行结果肯定不对，如果it不在begin和end范围内，肯定会崩溃。
4. 与vector类似，string在插入+扩容操作+erase后，迭代器也会失效
迭代器失效的解决方法：在使用前，对迭代器重新赋值即可。
2 -> vector的深度剖析及模拟实现
2.1 -> vector的模拟实现
2.2 -> 使用memcpy拷贝问题
在vector模拟实现的reverse接口中，若使用memcpy进行拷贝，以下代码会发生什么问题？
分析：
- 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；
- 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。
结论：如果对象中涉及到资源管理时，千万不能使用memcpy进行对象之间的拷贝，因为memcpy是浅拷贝，否则可能会引起内存泄漏甚至程序崩溃。
2.3 -> 动态二维数组理解
fyd::vector<fyd::vector<int>> vv(n);构造一个vv动态二维数组，vv中总共有n个元素，每个元素都是vector类型的，每行没有包含任何元素。
填充完成后：
使用标准库中vector构建动态二维数组时与上图一致。
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互三啦！！！
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