一、vector的介绍
vector是表示可变大小数组的序列容器
就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是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。当新元素插入时候，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的时候，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。但是无论如何，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
. 与其它动态序列容器相比（deque, list and forward_list）， vector在访问元素的时候更加高效，在末 尾添加和删除元素相对高效。对于其它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
二、使用vector
2.1 创建一个vector对象
1.无参构造 vector()（重点）
eg: vector<int> first;
2.vector（size_type n, const value_type& val = value_type()） 构造并初始化n个val
eg: vector<int> second(4, 100);
3.vector (const vector& x); 拷贝构造
vector<int> fourth(third);
4.vector (InputIterator first, InputIterator last) 使用迭代器进行初始化构造
vector<int> third(second.begin(), second.end());
2.2 vector迭代器的使用
1.begin 和 end 的使用
begin是获取第一个数据位置的iterator/const_iterator， end获取最后一个数据的下一个位置 的iterator/const_iterator
vector<int>::iterator begin = v1.begin();
vector<int>::iterator end = v1.begin();这里注意：vector不是类类型了，是一个模板类，vector<数据类型> 才是
2.3 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：
- 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.......( 扩容)
- 指定位置元素的删除操作--erase
int a[] = { 1, 2, 3, 4 };
vector<int> v(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
// 使用find查找3所在位置的iterator
vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
// 删除pos位置的数据，导致pos迭代器失效。
v.erase(pos);
cout << *pos << endl; // 此处会导致非法访问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就认为该位置迭代器失效 了
迭代器失效解决办法：在使用前，对迭代器重新赋值即可
三、vector深度剖析及模拟实现
1. 构造以及析构函数
template<class T>
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
// 强制编译器生成默认的构造函数
vector() = default;
// 函数模板 -- 目的支持任意容器的迭代器区间初始化
template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
{
reserve(n);
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
vector(initializer_list<T> il)
{
reserve(il.size());
for (auto e : il)
{
push_back(e);
}
}
vector(int n, const T& val = T())
{
reserve(n);
for (int i = 0; i < n; i++)
{
push_back(val);
}
}
~vector()
{
if (_start)
{
delete[] _start;
_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;
}
}
private:
iterator _start = nullptr;
iterator _finish = nullptr;
iterator _end_of_storage = nullptr;
};vector(int n, const T& val = T())
这里使用到了匿名对象，实际上c++11以后，对内置类型进行了升级，是内置类型也有构造
如
int k = int();
int j(1);
int x = int(2)
2.对迭代器的使用
template<class T>
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
//访问只读迭代器
const_iterator begin() const
{
return _start;
}
const_iterator end() const
{
return _finish;
}
const T& operator[](size_t i)const
{
assert(i < size());
return _start[i];
}
//访问可读可写迭代器
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
T& operator[](size_t i)
{
assert(i < size());
return _start[i];
}
private:
iterator _start = nullptr; //指向第一个数据
iterator _finish = nullptr;//指向最后一个数据的下一个
iterator _end_of_storage = nullptr;//指向数据元素空间末尾的下一个位置
};3. 扩容
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
size_t oldsize = size();
T* tmp = new T[n];
if (_start)
{
//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * old_size);
for (size_t i = 0; i < oldsize; i++)
{
tmp[i] = _start[i];
}
delete[] _start;
}
_start = tmp;
_finish = _start + oldsize;
_end_of_storage = _start + n;
}
}
size_t capacity() const
{
return _end_of_storage - _start;
}
size_t size() const
{
return _finish - _start;
}n是需要的空间大小，当n大于capacity时开辟n个大小新空间
这里注意迭代器失效，原因在于_start指向新开的空间tmp，但是我们并未改变 _finish 与 _end_of_storage 指向，如果我们使用_finish = size() + _start就错了，因为size()返回 _finish - _start， _start指向新空间,_finish 还是指向旧空间，这时二者相减得到的结果并不正确，也就是_finish位置迭代器失效
解决办法：记录原来的数据个数，直接用新 _start + oldsize 即可得到新的_finish
4. 插入 、删除
void push_back(const T& x)
{
/*if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;
reserve(newcapacity);
}
*_finish = x;
++_finish;*/
insert(end(), x);
}
void pop_back()
{
assert(size() > 0);
--_finish;
}
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos <= _finish);
if (_finish == _end_of_storage)
{
size_t len = pos - _start;
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;
reserve(newcapacity);
pos = _start + len;
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
++_finish;
return pos;
}
// 迭代器
void erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start);
assert(pos < _finish);
iterator it = pos + 1;
while (it != _finish)
{
*(it - 1) = *it;
++it;
}
--_finish;
}
push_back : 当空间大小不足时，若是没有新空间(_end_of_storage - _start == 0)，用newcapacity开4块大小为T的空间，若是有空间但满了，则扩大至两倍
pop_back:删除不会导致空间变小，直接--finish即可
insert:注意记录扩容前要移动size大小，扩容后pos变成野指针，迭代器失效，需要更新
erase：注意erase后的pos位置迭代器失效了
5.拷贝构造和operator=的现代写法
// v2(v1)
vector(const vector<T>& v)
{
/*reserve(v.capacity());
for (auto e : v)
{
push_back(e);
}*/
vector<T> v1(v.begin(), v.end());
swap(v1);
}
void swap(vector<T>& v)
{
std::swap(_start, v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);
}
// v1 = v3
vector<T>& operator=(vector<T> v)
{
swap(v);
return *this;
}拷贝构造：直接调用构造深拷贝一份v，再把v1和*this交换，除了作用域v1自动销毁，既不影响v又不用自己再写
operator=：直接在参数调用拷贝构造深拷贝一份v，直接交换，出作用域自动销毁
四 、用vector实现杨辉三角
class Solution {
public:
vector<vector<int>> generate(int numRows) {
vector<vector<int>> v;
//先把所有两侧为值初始化为1
for(int i = 0;i<numRows;i++)
{
v.push_back(vector<int>(i+1,1));
}
for(int i = 2;i<numRows;i++)
{
for(int j = 1;j<i;j++)
{
v[i][j] = v[i-1][j-1] + v[i-1][j];
}
}
return v;
}
};
先进行一次遍历，把第 i-n 层都放进去 i+1 个 1
再进行一次遍历，把中间部分 = 上一层左+右即可
