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c++中如何模拟实现一个简单的vector_c++自制简易vector实现

冰火之心

冰火之心

发布时间:2025-10-18 12:46:02

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来源于php中文网

原创

答案:简易Vector类通过动态数组实现连续存储与自动扩容,支持push_back、pop_back、下标访问等操作,核心包括构造析构、扩容机制(2倍增长)、元素管理及基础接口,可进一步完善拷贝控制、异常安全与更多STL兼容功能。

c++中如何模拟实现一个简单的vector_c++自制简易vector实现

在C++中模拟实现一个简单的vector,可以帮助理解标准库容器的底层原理。下面是一个自制的简易Vector类,支持动态扩容、元素插入、访问和基本内存管理。

核心功能设计

这个简易Vector包含以下关键部分:

  • 动态数组存储数据
  • 记录当前大小(size)和容量(capacity)
  • 自动扩容机制(通常是2倍增长)
  • 提供类似push_backpop_backoperator[]等常用接口

代码实现

// 简易Vector模板类 template class Vector { private: T* data; // 指向动态数组的指针 size_t sz; // 当前元素个数 size_t cap; // 当前容量
// 扩容到新容量
void resize(size_t new_capacity) {
    T* new_data = new T[new_capacity];
    for (size_t i = 0; i < sz; ++i) {
        new_data[i] = data[i];  // 浅拷贝
    }
    delete[] data;
    data = new_data;
    cap = new_capacity;
}

public: // 构造函数 Vector() : data(nullptr), sz(0), cap(0) { resize(1); // 初始容量为1 }

// 析构函数
~Vector() {
    delete[] data;
}

// 添加元素到末尾
void push_back(const T& value) {
    if (sz >= cap) {
        resize(cap * 2);
    }
    data[sz++] = value;
}

// 删除末尾元素
void pop_back() {
    if (sz > 0) {
        --sz;
    }
}

// 访问元素(不检查边界)
T& operator[](size_t index) {
    return data[index];
}

const T& operator[](size_t index) const {
    return data[index];
}

// 获取当前大小
size_t size() const {
    return sz;
}

// 判断是否为空
bool empty() const {
    return sz == 0;
}

// 清空所有元素(保留容量)
void clear() {
    sz = 0;
}

// 获取容量
size_t capacity() const {
    return cap;
}

};

使用示例

#include iostream> int main() { Vector vec; vec.push_back(10); vec.push_back(20); vec.push_back(30);
for (size_t i = 0; i zuojiankuohaophpcn vec.size(); ++i) {
    std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn vec[i] zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn " ";
}
std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "\n";

vec.pop_back();
std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "Size after pop: " zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn vec.size() zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "\n";
return 0;

}

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注意事项与改进方向

当前实现是基础版本,实际中可进一步完善:

  • 添加begin()end()支持范围for循环
  • 实现拷贝构造函数和赋值操作符(遵循三法则)
  • 加入异常安全处理
  • 使用placement new和显式析构支持非POD类型
  • 增加inserterase等更多接口

基本上就这些,这个简易Vector能帮助理解STL中std::vector的核心思想:连续内存 + 动态扩容。

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