vector的相关介绍

1. vector是表示可变大小数组的序列容器。我们学习的时候就可以把它看作是像数组一样的东西。
2.  vector采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着我们可以采用下标对vector的元素进行访问，时间复杂度和数组一样高效，为O(1)。但是又不完全像数组，因为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。
3. vector使用动态分配数组来存储它的元素，当新元素插入时，为了增加存储空间，这个数组需要被重新分配大小。
4. 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。
5. 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。

想要了解更多关于vector的详细内容，请点击vector的文档介绍

vector的使用

注意：本章只介绍一些比较常用的接口

vector的相关定义

构造函数声明	接口说明	代码演示
vector()	无参构造	vector<int> v1;
vector(size_t n, const T& val = T())	构造并初始化n个val	vector<int> v2(5, 10); //初始化为5个值为10的整数
vector(const vector<T>& v)	拷贝构造	vector<int> v3(v2);
vector(InputIterator first, InputIterator last)	使用迭代器进行初始化构造	vector<int> v4(v3.begin(), v3.end());

 vector的空间增长问题

容量空间	接口说明
resize	改变vector的size
reserve	改变vector的capacity

特别说明：

• 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。不要固化的认为，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。
• reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve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。

vector的增删查改

vector的增删查改	接口说明	代码演示
insert(慎用)	在pos位置之前插入val	iterator insert(iterator pos, const T& val)
erase(慎用)	删除pos位置数据	iterator erase(iterator pos)
operator[]	像数组一样访问	T& operator[] (size_t n)

ps. 这些内容我会在下面讲解底层实现的代码，请耐心阅读

vector的迭代器失效问题

迭代器是什么？简单理解迭代器就是像指针一样的东西，我们在使用的时候不用关心其底层的细节，只需像指针一样来使用就可以。而迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，使用一块已经被释放(销毁)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)。

底层空间扩容时，可能会引起迭代器失效

比如：resize、reserve、insert、assign、push_back等，都会引起迭代器失效

例：使用insert往某个位置插入元素时，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还使用的是释放之前的旧空间，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。解决方法：给it重新赋值即可。

int main()
{
    vector<int> v1{1,2,3,4};
    // find函数：查找某个元素，如果找到了则返回该元素的迭代器，否则返回end()位置的迭代器
    vector<int>::iterator it = find(v1.begin(), v1.end(), 2);
    if (it != v1.end())
    {
        // 在查找的元素前插入200
        // v1.insert(it, 200); 这样写则会导致迭代器失效
    	it = v1.insert(it, 200); //给it重新赋值

    	cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

 指定位置元素的删除操作，可能会引起迭代器失效

例：erase的功能是删除pos位置的元素。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。

int main()
{
    vector<int> v1{1,2,3,4};
    vector<int>::iterator it = v1.begin();
    while (it != v1.end())
    {
    	if (*it % 2 == 0)
            //给it重新赋值，解决迭代器失效的问题
		    it = v1.erase(it); 
    	else
		    ++it;
    }
    return 0;
}

 注意：无论上面说的那种迭代器失效，都是针对vs所说；对于g++结果是不相同的

vector部分接口函数的底层实现

vector的初始化函数

//使用迭代器进行初始化构造
template <class InputIterator>
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
	while (first != last)
	{
		push_back(*first);
		++first;
	}
}

//n个val构造
vector(size_t n, const T& val = T())
{
	reserve(n); //提前开好空间，减小消耗
	for (size_t i = 0; i < n; i++)
	{
		push_back(val);
	}
}

//拷贝构造
vector(const vector<T>& v)
{
	reserve(v.capacity());
	for (const auto& e : v)
	{
		push_back(e);
	}
}

 vector的插入、删除函数

iterator insert(iterator pos, const T& val)
{
	assert(pos >= _start);
	assert(pos <= _finish);

	if (_finish == _end_of_storage)
	{
		size_t len = pos - _start; //记录pos的位置
		size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
		reserve(newcapacity);

		pos = _start + len;        //更新新空间pos的位置 (迭代器失效的根本原因)
	}

	iterator end = _finish;
	while (end >= pos)             //从后往前依次挪动元素
	{
		*(end + 1) = *end;
		--end;
	}
	*pos = val;
	++_finish;

	return pos;                    
}

iterator erase(iterator pos)
{
	assert(pos >= _start);
	assert(pos < _finish);

	iterator begin = pos;
	while (begin < _finish - 1)  //从前往后挪动元素
	{
		*(begin) = *(begin + 1);
		++begin;
	}
	--_finish;

	return pos;
}