【C++STL】Vector扩容机制

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c语言内容💖:

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【c语言】全部知识点总结


目录

  • Vector
  • Vector 扩容机制
  • 为什么需要扩容机制
  • 扩容策略
  • 什么时候扩容

Vector

Vector是 C++中常用的 STL 容器,能够方便地进行元素的添加、删除和访问操作

动态数组,里面有一个指针指向一片连续的内存空间,与数组的差别在于对空间利用的灵活性

vector 中删除数据时,vector 的容量不变;扩容时可能导致迭代器失效

Vector 内函数:

#include <vector>
using namespace std;
class Vector
{
Protected:Iterator start;					//表示目前使用空间的头Iterator finish;				//表示目前使用空间的尾Iterator end_of_storage;		//表示目前可用空间的尾
Public:Iterator begin();				//获取头元素迭代器Iterator end();					//获取尾元素迭代器Reference front();				//返回首元素的值Reference back();				//返回尾元素的值Size_type size();				//返回使用空间的大小Size_type capacity();			//返回容量的大小void push_back(const T& x);		//将元素插入到最尾端void pop_back();				//将最尾端的元素取出Iterator erase(iterator position);//清除某位置上的元素,返回下一节点迭代器void insert(位置,数值);		    //在某个位置插入多少个元素void clear();			    	//清除所有元素
};

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Vector 扩容机制

Vector 在存储元素时,会预先分配一定的存储空间。当不断向 Vector 中添加元素,导致已分配的空间不足时,就需要进行扩容 来增加存储空间,以满足新元素的添加需求


为什么需要扩容机制

通过扩容机制,Vector 能够灵活地适应元素数量的变化,提供稳定和可靠的数据存储


扩容策略

  1. 固定倍数扩容
    • 每次扩容为原来容量的两倍。假设初始容量为n,当空间不足时,将容量扩展为2n
    • 优点:简单高效
    • 缺点:可能会造成空间浪费
  2. 渐进式扩容
    • 每次扩容增加一个固定的增量,比如每次增加n个元素的空间
    • 优点:可以控制空间增长减少不必要的浪费
    • 缺点:扩容次数可能较多

扩容时需要重新分配更大的内存空间,并将原有的元素复制到新的空间中


什么时候扩容

vector 类本身起始只有三个指针,_start_finish_end_of_storage分别指向了数据开始的地方,数据结束的地方,和数组的结尾

_start 指针和 _end_of_storage 指向了同一个地方,说明数组的空间已经用完了,这个时候就需要扩容

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