vector详解,迭代器的几种失效的情况
vector用memset清零
memset:作用是将某一块内存中的内容全部设置为指定的值, 这个函数通常为新申请的内存做初始化工作 后果:会破坏vector的内部结构,造成vector中的数据错误,可能会导致内存泄露。
vector的clear的作用
size设置成0,capacity不变
扩容概述
vector 为空的时候没有预分配空间,每次添加一个元素时,会判断当前是否还有剩余可用空间,如果没有则进行试探性扩容,并且把内存拷贝到新申请的内存空间上,并且释放原先的内存;
扩增倍数
vs为1.5倍,即 0.5 倍扩增Capacity linux为2倍,即 1 倍扩增Capacity
Size 和 Capacity
- vector 本身不仅仅是一块连续的内存,它有两个表示大小的值,一个叫Size,一个叫 Capacity;
- Size代表已经用了的元素的大小,Capacity表示总共元素的大小;
- 剩余空间=Capacity-Size,当调用 push_back 的时候,如果剩余空间还有,则不需要重新分配新的空间;否则,需要对 vector 进行内存重分配
线程安全实现
1.加锁,性能较差 2.resize固定vector的大小,避免动态扩容
内存重分配
步骤
- 根据新指定的 Capacity 分配对应的内存空间;
- 将数据从旧的内存拷贝到新申请的内存;
- 析构旧内存的数据;
- 释放旧内存的空间;
策略
方案1:如果每次 push_back 的时候,都需要增长 Capacity 的 值,也就是每次 Capacity 加 1,那么当有k个元素的时候,重新分配内存需要的时间是 O(k),添加完 n 个元素的总时间复杂度就是 O(1+2+…+n) = O(n^2) 方案2:如果每次 push_back 的时候,当没有剩余可用空间时,给 Capacity 增加一个常数因子 C(C > 1),这样势必会比第一种方法更加有效的减少了内存重分配的次数,但是均摊复杂度还是 O(n^2) 的,只不过常数小了; 方案3:如果每次 push_back 的时候,当没有剩余可用空间时,给 Capacity 进行一次倍增,时间复杂度为O(n)
优化
capacity 每改变一次,就会进行一次空间重分配;观察发现,这个策略下,vector 元素一个一个 push_back 的时候,从 size = 1 到 5,每次都进行了空间重分配;因为每次空间重分配,势必导致数据迁移,涉及到数据的申请和释放,会影响程序运行效率,所以一般可以利用 reserve 接口预分配一些空间;
== vector迭代器的几种失效的情况==
1.当插入(push_back)一个元素后,end操作返回的迭代器肯定失效。
2.当插入(push_back)一个元素后,capacity返回值与没有插入元素之前相比有改变,则需要重新加载整个容器,此时first和end操作返回的迭代器都会失效。
3.当进行删除操作(erase,pop_back)后,指向删除点的迭代器全部失效;指向删除点后面的元素的迭代器也将全部失效。
迭代器的几种失效的情况
1.vector、deque,该数据结构分配在连续的内存中,当删除一个元素后,内存中的数据会发生移动以保证数据的紧凑。所以删除一个元素后,其他数据的地址发生了变化,之前获取的迭代器根据原有信息就访问不到正确的数据 解决方法:erase返回下一个有效迭代器的值
2.map、set、multiset、map、multimap,树形数据结构。以红黑树或者平衡二叉树组织数据,虽然删除了一个元素,整棵树也会调整,以符合红黑树或者二叉树的规范,但是单个节点在内存中的地址没有变化,变化的是各节点之间的指向关系。删除一个结点不会对其他结点造成影响。 erase迭代器只是被删元素的迭代器失效。
3.list,链表型数据结构。双向链表,使用不连续分配的内存,删除运算使指向删除位置的迭代器失效,不会使其他迭代器失效。
缩容
可以使用swap
