个人学习-STL深入学习01-vectory源码研习 // 需要补充

参考资料:

[1]博主:一枚程序员 STL源码剖析--vector https://www.cnblogs.com/sooner/p/3273395.html

[2]博主:劲蜡鸡腿堡 vector源码分析 https://blog.csdn.net/qq_37654704/article/details/108005334

[3]up主:双笙子佯谬 【C++公开课】全面理解STL标准库 vector容器 https://www.bilibili.com/video/BV1qF411T7sd/?spm_id_from=333.788&vd_source=1aa8abe26fd29751475807b1e7adcd89

[4]STL源码分析[M] 侯捷著

STL简述

STL，即标准模板库（Standard Template Library，STL），内部封装了常见的容器和算法。

由六部分组成：1.容器（Containers）2.分配器（Allocators）3.算法（Algorithm） 4.迭代器（Iterators） 5.适配器（Adapters） 6.仿函数（Functors）

容器通过分配器获取内存空间，算法通过迭代器获取容器内容，仿函数协助算法完成策略变化，适配器可以修改仿函数;

实现了数据结构和算法的分离，是C++模版编程和C++面向对象的最佳实践之一；

本系列希望通过对源码的学习，加深对C++模版编程的理解，精进编程思想;

vector简述

vector本身是连续型数据结构，类似于C语言中标准数组。

标准数组在分配空间后，想要进行扩展，需要如下步骤

1.新分配内存空间

2.把原数组拷贝至新空间;

3.释放原空间；

而vector的动态扩容，实际也是通过对这些行为进行封装，类内自动进行内存管理；

Vector的容量(capacity)和大小(size)

声明vector类，用sizeof查看大小，可得到vectory的大小，24(64位机的大小，不受数组内元素的影响)，由三个指针构成

    pointer                                         __begin_;
    pointer                                         __end_;
    __compressed_pair<pointer, allocator_type> __end_cap_;

和数组类似，verctory实际是一个在内存中连续分配的内存空间；(在堆中，由alloc分配)

begin，指向数组0号元素地址；

end；指向数组最后一个元素的下一个地址;

end_cap；表示数组声明后，分配空间的终点内存地址；

begin到end,表示已经初始化的内存空间;

end到capacity，属于vectory，但是没有初始化的内存空间;

end - begin = size, 容器内容的数据大小;

end_cap - begin = capacity, 分配的内存大小，可以存储的数据量的多少;

vectory自动扩容的函数和实现

vectory最大的特点是可以动态分配内存，涉及动态分配的函数有这些：

构造函数,操作符=,push_back(),shrink_to_fit(),insert()

构造函数：

待补充;

push_back()

源码

  template <class _Allocator>
  void
  vector<bool, _Allocator>::push_back(const value_type& __x)
  {
  // _size = capacity时进行扩容;
      if (this->__size_ == this->capacity())
          reserve(__recommend(this->__size_ + 1));
      ++this->__size_;
      back() = __x;
  }
  // 自动扩容
  template <class _Allocator>
  inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
  typename vector<bool, _Allocator>::size_type
  vector<bool, _Allocator>::__recommend(size_type __new_size) const
  {
      const size_type __ms = max_size();
      if (__new_size > __ms)
          this->__throw_length_error();
      const size_type __cap = capacity();
      if (__cap >= __ms / 2)
          return __ms;
      return _VSTD::max(2 * __cap, __align_it(__new_size));
  }

简单解析：

1.push_back()，当发现size() == capacity()，需要扩容，使用reserve函数重新对空间进行分配(reserve会在内存中开辟一片新空间，并把原容器进行拷贝);

2.分配大小为__recommend函数返回值；

缩小： if (__cap >= __ms / 2) return __ms; // size小于容量的一半,这个分支在push_back的时候不会调用;

扩大: max(2 * __cap, __align_it(__new_size));

insert

源码

template <class _Allocator>
typename vector<bool, _Allocator>::iterator
vector<bool, _Allocator>::insert(const_iterator __position, const value_type& __x)
{
    iterator __r;
    if (size() < capacity())
    {
        const_iterator __old_end = end();
        ++__size_;
        _VSTD::copy_backward(__position, __old_end, end());
        __r = __const_iterator_cast(__position);
    }
    else
    {
        vector __v(__alloc());
        __v.reserve(__recommend(__size_ + 1));
        __v.__size_ = __size_ + 1;
        __r = _VSTD::copy(cbegin(), __position, __v.begin());
        _VSTD::copy_backward(__position, cend(), __v.end());
        swap(__v);
    }
    *__r = __x;
    return __r;
}

插入时，校验是否size < capacity, true, 使用迭代器插入元素；

否则使用reserve+recommend进行扩容;

vectory管理的函数(简述)：

resize();

设置元素数目，少的填充，实际就是初始化;

clear();

调用vectory中所有成员的析构函数，但是不会是否capacity，不会真正释放内存

reserve();

更改内存容量函数，动态扩容通过本函数完成

shrink_to_fit()

释放capacity > size的部分

erase()

移除指定位置的元素;