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前言
一、底层空间改变
【错误版本1】
🌟【解答】正确版本
【错误版本2】
🌟【解答】正确版本
二、指定位置元素的删除操作--erase
【错误版本1】
🌟【解答】
【错误版本2】
🌟【解答】
三、深拷贝问题
前言
迭代器在遍历访问的时候非常好用，但是可能会出现迭代器失效的问题。
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)。
一、底层空间改变
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、reserve、insert、assign、push_back等。
【错误版本1】
insert 头插和在指定位置插入，发现都可以插入成功。但是当 insert 需要扩容时，会发现出现随机值，这也就是迭代器失效。
🌟【解答】正确版本
出错原因：因为当需要扩容时，是异地扩容，然后拷贝数据，将原空间释放，有可能会导致vector扩容，也就是说vector底层原理旧空间被释放掉，而在打印时，it 还使用的是释放之间的旧空间，在对 it 迭代器操作时，实际操作的是一块已经被释放的空间，而引起代码运行时崩溃。pos 变成了野指针。因此我们需要更新pos的位置。计算扩容之前 pos 和 _start 之间的距离，在扩容之后计算出新的pos的位置。
【错误版本2】
当我们更新了 pos 的位置之后，但是不能对 pos 的值进行修改。
🌟【解答】正确版本
这里的迭代器失效的原因还是因为原空间被销毁，pos位置变成野指针了。要注意虽然我们已经完善了内部迭代器失效，但因为这里是传值传参，形参的改变不会影响实参，虽然形参的迭代器不会失效，但是实参还是会失效的。通过返回值，返回 pos ，返回新插入元素迭代器的位置。
二、指定位置元素的删除操作--erase
【错误版本1】
判断 pos 位置的合理性，然后将 pos 后的数据往前覆盖，挪动完成之后将_finish往前移一位。
但当删除的是最后一个数据时，迭代器会失效。
🌟【解答】
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，理论上讲迭代器不应该会失效，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会进行强制检查，认为该位置迭代器失效了。
【错误版本2】
当我们需要删除偶数时，vs会报错，实际上就是迭代器失效。
🌟【解答】
当识别到需要删除的数据时，erase 之后会覆盖数据，it 往后移。这样下一个数据就不会被判断。
解决方法就是利用返回值，将 erase 删除位置的下一个元素的位置返回回去，这样it就会更新成被删除元素的的下一个位置。
【注意】string 也会出现迭代器，但是在string类中使用 insert 和 erase 时会使用下标，避免迭代器失效的问题。
三、深拷贝问题
如果不写拷贝构造函数，直接调用默认拷贝构造。
当我们调用默认拷贝构造时，就会形成浅拷贝，程序就会崩溃。
因为 _start 会指向同一块空间，析构会析构两次，而且一个的修改还会影响另一个。
【因此我们需要自己使用深拷贝构造函数，在异地开辟一块空间，然后将数据拷贝过来。】
利用memcpy函数将数据按照字节的方式将 _start 指向的数据一个一个拷贝到 this 指向的空间里，此时就可以成功拷贝。但是当 vector<string> 类型的数据扩容时，会有隐藏的深拷贝。
因为此时拷贝的数据是 vector<int> 类型的，即内置类型，内置类型使用memcpy按照字节的方式拷贝是没有问题的。
但 string 类是自定义类型的，使用 memcpy 就不能拷贝成功了。
因为虽然在异地开辟了空间，但是 string 类 是自定义类型，_str还是会指向同一块空间，在 v1 中的 string 类析构之后，v2 也需要析构，同一块空间被析构了两次。
所以在拷贝自定义类型的数据时，我们不能使用 memcpy ，可以使用赋值，string 类的赋值就是在异地开辟一块空间，再将数据拷贝过去。
我们会发现在 reserve 里也使用了 memcpy ，在拷贝自定义类型时遇到扩容也会导致程序崩溃。
四、全部代码
namespace zhou
{
//这里的vector实现需要使用模板，因为vector就是用模板实例化出各种类型的vector；
template<class T>
class vector
{
public:
//迭代器是一种新型类型，需要自己定义；
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
vector()
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endOfStorage(nullptr)
{}
vector(size_t n, const T& val = T())
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endOfStorage(nullptr)
{
reserve(n);
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
vector(int n, const T& val = T())
{
reserve(n);
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
push_back(val);
}
}
//vector<int> v(10, 5); 如果调用 n是无符号，T 是 int，会发生类型转换
// 编译器就会自动调用模板构造函数，int类型不能解引用，就报错了
//类模板的成员函数使用模板，就可以不限制类型
template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
: _start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endOfStorage(nullptr)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
vector(const vector<T>& v)
{
_start = new T[v.capacity()];
//memcpy(_start, v._start, sizeof(T)*v.size());
//一个一个赋值
for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
{
_start[i] = v._start[i];
}
_finish = _start + v.size();
_endOfStorage = _start + v.capacity();
}
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
const_iterator begin() const
{
return _start;
}
const_iterator end() const
{
return _finish;
}
size_t capacity() const
{
return _endOfStorage - _start;
}
size_t size() const
{
return _finish - _start;
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
//new 不需要检查是否为空，因为如果为空，直接抛异常
T* tmp = new T[n];
size_t sz = size();
if (_start)
{
//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());
for (size_t i = 0; i < sz; ++i)
{
tmp[i] = _start[i];
}
delete[] _start;
}
_start = tmp;
_finish = _start + sz;
_endOfStorage = _start + n;
}
}
iterator insert(iterator pos, const T& val)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finish);
if (_finish == _endOfStorage)
{
size_t len = pos - _start;
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
// 扩容后更新pos，解决pos失效的问题
pos = _start + len;
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = val;
++_finish;
return pos;
}
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos < _finish);
iterator start = pos + 1;
while (start != _finish)
{
*(start - 1) = *start;
++start;
}
--_finish;
return pos;
}
void push_back(const T& x)
{
if (_finish == _endOfStorage)
{
//错误代码
//reserve(capacity() * 2);
//正确代码
reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);
}
*_finish = x;
_finish++;
}
bool empty()
{
return _start == _finish;
}
void pop_back()
{
assert(!empty());
_finish--;
}
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, T val = T())
{
if (n < size())
{
//删除数据
_finish = _start + n;
}
else
{
if (n > capacity())
{
reserve(n);
}
while (_finish != _start + n)
{
*_finish = val;
++_finish;
}
}
}
~vector()
{
if (_start)
{
delete[]_start;
_start = _finish = _endOfStorage = nullptr;
}
}
//成员变量三个迭代器
private:
iterator _start; // 指向数据块的开始
iterator _finish; // 指向有效数据的尾
iterator _endOfStorage; // 指向存储容量的尾
};
void func(const vector<int>& v)
{
for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
{
cout << v[i] << " ";
}
cout << endl;
/*vector<int>::const_iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl << endl;*/
}
void test_vector1()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
func(v);
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
{
cout << v[i] << " ";
}
cout << endl;
vector<int>::iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
for (auto ch : v)
{
cout << ch << " ";
}
}
void test_vector2()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
//v1.push_back(5);
func(v1);
//头插
v1.insert(v1.begin(), 0);
func(v1);
//在pos前插入
auto pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
if (pos != v1.end())
{
v1.insert(pos, 30);
}
func(v1);
}
void test_vector3()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
//v1.push_back(5);
func(v1);
//在pos前插入
auto pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
if (pos != v1.end())
{
v1.insert(pos, 30);
}
func(v1);
(*pos)++;
func(v1);
}
void test_vector4()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
func(v1);
auto pos = find(v1.begin(), v1.end(),3);
if (pos != v1.end())
{
v1.erase(pos);
}
cout << (*pos) << endl;
func(v1);
}
void test_vector5()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(10);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
func(v1);
zhou::vector<int>::iterator it = v1.begin();
while (it != v1.end())
{
if (*it % 2 == 0)
{
it = v1.erase(it);
//这里erase之后迭代器就失效了，同时偶数也无法正常删除。
}
else
{
++it;
}
}
func(v1);
}
void test_vector6()
{
vector<int> v(10u, 5);//在数字后面加上u就是无符号整型
func(v);
}
void test_vector7()
{
vector<int> v(10, 5);
func(v);
vector<int> v1(v);
func(v);
}
void test_vector8()
{
vector<std::string> v1(3,"111111111111");
for (auto ch : v1)
{
cout << ch << " ";
}
vector<std::string> v2(v1);
for (auto ch : v2)
{
cout << ch << " ";
}
v2.push_back("22222222222");
v2.push_back("22222222222");
v2.push_back("22222222222");
}
}
