STL原始碼剖析之vector

向量vector

1.vector概述

vector的資料安排以及操作方式，與array非常相似。兩者的唯一差別在於空間的運用的靈活性。array是靜態空間，一旦配置了就不能改變；vector是動態空間，隨著元素的加入，它的內部機制會自行擴充空間以容納新元素。

vector的實現技術，關鍵在於其對大小的控制以及重新配置時的資料移動效率。一旦vector舊有空間滿載，如果客戶每新增乙個元素，vector內部只是擴充乙個元素的空間，實為不智，因為所謂擴充空間（不論多大），一如稍早說，是「配置新空間 / 資料移動 / 釋還舊空間」的大工程，時間成本很高，應該加入某種未雨綢繆的考慮。稍後我們便可以看到sgi vector的空間配置策略。

2.定義：

以下是vetor定義的源**摘錄。雖然stl規定，欲使用vector必須先包括，但sgi stl將vector實現吾更底層的

// alloc是sgi stl的空間配置器
template class vector 
void fill_initialize(size_type n, const t& value) 
public:
iterator begin() 
iterator end() 
size_type size() const 
size_type capacity() const 
bool empty() const 
reference operator(size_type n) 
vector() : start(0), finish(0), end_of_storage(0) {}
vector(size_type n, const t& value) 
vector(int n, const t& value) 
vector(long n, const t& value) 
explicit vector(size_type n) 
~vector()
destroy(start, finish); // 全域性函式
deallocate(); // 這是 vector 的乙個 member function
}reference front() // 第乙個元素
reference back() // 最後乙個元素
void push_back(const t& x) 
else
insert_aux(end(), x); // 這是 vector 的乙個 member function
}void pop_back() 
iterator erase(iterator position) 
void resize(size_type new_size, const t& x) 
void resize(size_type new_size) 
void clear() 
protected:
// 配置空間並填滿內容
iterator allocate_and_fill(size_type n, const t& x)

3.vector的迭代器vector維護的是乙個連續線性空間，所以不論其元素型別為何，普通指標都可以作為vector的迭代器而滿足所有必要條件，因為vector迭代器所需要的操作行為，如operator*,operator->operator++,operator--,operator+,operator-,operator+=,operator-=，普通指標天生就具備。vector支援隨機訪問，而普通指標正有著這樣的能力。所以，vector提供的是random access itrerators。

template class vector ;

根據上術定義，如果客戶端寫出這樣的**：

vector::iterator ivite;
vector::iterator svite;

ivite的型別其實就是int*，svite的類別其實就是shape*。

4.vector的資料結構

vector所採用的資料結構非常簡單：線性連續空間。它以兩個迭代器start和finish分別指向配置得來的連續空間中目前已被使用的範圍，並以迭代器end_of_storage指向整塊連續空間（含備用空間）的尾端：

template class vector ;

為了降低空間配置時的速度成本，vector實際配置的大小可能比客戶需求量更大一些，以備將來可能擴充。這便是容量（capacity）的觀念。換名話說，乙個vector的容量永遠大於或等於其大小。一旦容量等於大小，便是滿載，下次再有新增元素，整個vector就得另覓居所，見下圖。

運用start,finish,end_of_storage三個迭代器，便可輕易地提供首尾標示、大小、容量、空容器判斷、注標([ ])運運算元、最前端元素值、最後端元素值...等機能；

5.vector的構造與管理：constructor,push_back

千頭萬緒該如何說起？以客戶端程式**為引導，觀察其所得結果並實證原**，是乙個良好的學習路徑。不面是乙個小小的測試程式，觀察重點在構造的方式、元素的新增，以及大小、容量的變化：

// filename : 4vector-test.cpp
#include #include #include using namespace std;
int main()
;

於是，data_allocator::allocatore(n)表示配置n個元素空間。

vector提供許多constructors，其中乙個允許我們指定空間大小及初值：

// 建構函式，允許指定 vector 大小 n 和初值 value
vector(size_type n, const t& value) 
// 充填並予以初始化
void fill_initialize(size_type n, const t& value) 
// 配置而後填充
iterator allocate_and_fill(size_type n, const t& x)

uninitialized_fill_n()會根據第一引數的型別特性（type traits）決定使用演算法fill_n()或反覆呼叫construct()來完成任務。

當我們以push_back()將元素插入於vector尾端時，該函式產生檢查是否還有備用空間，如果有就直接在備用空間上構造元素，並調整迭代器finish，使vector變大。如果沒有備用空間了，就擴大空間（重新配置、移動資料、釋放空間）：

template class vector ;

於是，data_allocator::allocate(n) 表示配置n 個元素空間。

vector 提供許多 constructors，其中乙個允許我們指定空間大小及初值：

// 建構函式，允許指定 vector 大小 n 和初值 value
vector(size_type n, const t& value) 
// 充填並予以初始化
void fill_initialize(size_type n, const t& value) 
// 配置而後填充
iterator allocate_and_fill(size_type n, const t& x) 
void push_back(const t& x) 
else // 已無備用空間
insert_aux(end(), x); // vector member function，見以下列表
}template void vector::insert_aux(iterator position, const t& x) 
else 
catch (...) 
// 析構並釋放原 vector
destroy(begin(), end());
deallocate();
// 調整迭代器，指向新vector
start = new_start;
finish = new_finish;
end_of_storage = new_start + len;
}}

注意，所謂動態增加大小，並不是在原空間之後接續新的空間（因為無法保證原空間之後尚有可供配置的空間），而是以原大小的兩倍另外配置一塊較大的空間，然後將原內容拷貝過來，然後才開始在原內容之後構造新元素，並釋放原空間。因此，對vector的任何操作，一旦引起空間重新配置，指向原vector的所有迭代器就都失效了。這是程式設計師易犯的乙個錯誤，務需小心。

STL原始碼剖析之vector

stl原始碼剖析之vector

STL原始碼剖析一 vector

STL原始碼剖析容器 vector

STL原始碼剖析之vector

stl原始碼剖析之vector

STL原始碼剖析 一 vector

STL原始碼剖析 容器 vector

相關推薦

STL原始碼剖析一 vector

STL原始碼剖析容器 vector