STL源码之实现一个简易的Vector容器

        这里需要的基础知识主要是类模板和函数模板，以及一个C++内存分配的技术allocator类，它提供可感知类型的内存分配,这个类支持一个抽象接口，以分配内存并随后使用该内存保存对象。

       使用allocator类，首先应用allocator类建立一个allocator对象，然后使用该对象你可以分配内存，释放内存，构造你需要的对象，释放不要的对象。

        template<class T>allocator<T> Vector<T>::alloc;这句必须存在，就是生成一个allocator对象,不过在类定义时就已经实现了。没有这句在vs2010上会编译不通过，原因不清楚.

//test.h

#ifndef MYVECTOR_H
#define MYVECTOR_H

#include<memory>
#include<cstddef>

using namespace std;






template<class T>class Vector
{
public:

	//默认构造函数
	Vector():elements(0),first_free(0),end(0){}

	void push_back(const T&);

	//返回Vector的大小
	size_t size()
	{
		return first_free-elements;
	}

	//返回Vector的容量
	size_t capacity()
	{
		return end-elements;
	}

private:
	static std::allocator<T> alloc;//所有的Vector都用这个配置器,一个对象，用来获取原始的没有构造对象的内存
	void reallocate();
	T* elements;
	T* first_free;
	T* end;
};



template<class T>allocator<T> Vector<T>::alloc;






//往容器后面加入元素
template<class T>
void Vector<T>::push_back(const T&t)
{
	//还有空间吗?
	if(first_free==end)
		reallocate();//没有了就重新分配
	alloc.construct(first_free,t);//还有就用t构造一个新对象
	++first_free;
}






template<class T> void Vector<T>::reallocate()
{
	//计算当前已用空间的大小
	//ptrdiff_t类型变量通常用来保存两个指针减法操作的结果,这是一种与机器无关的类型
	std::ptrdiff_t size = first_free - elements;

	//分配新的空间大小为原来元素个数的两倍
	std::ptrdiff_t newcapacity = 2 * max(size,1);

	//为容器分配新的空间,大小为newcapacity个T类型的元素,newelements指向新空间的首地址
	T* newelements = alloc.allocate(newcapacity);	

	//把原来的元素复制到新的内存空间，把从elements开始到first_free的元素复制到从newelements开始的空间
	//该函数在目的地构造元素，而不是给他们赋值,因为剩余的空间不进行初始化。
	uninitialized_copy(elements,first_free,newelements);	

	//反序调用析构函数释放原来的内存空间里的对象
	for(T *p=first_free;p!=elements;/*empty*/)
		alloc.destroy(--p);

	//不能释放空指针
	if(elements)
		alloc.deallocate(elements,end-elements);//释放原来的内存空间

	//指针指向现在的空间
	elements=newelements;
	first_free=elements+size;
	end=elements+newcapacity;
}

#endif

上面就是完整的Vector容器的建立，只提供一个功能，往容器加入元素，然后我们运行下面的函数来检查内存的占用情况，来检验我们是否正确实现了该容器。

#include"test.h"
#include<iostream>
using namespace std;

void main()
{
	Vector<int> a;
	cout<<"Vector已经空间: "<<a.size()<<endl;
	cout<<"Vector总容量: "<<a.capacity()<<endl;
	cout<<"Vector容器占用空间:"<<sizeof(a)<<endl;
}

输出结果

Vector已经空间: 0
Vector总容量: 0
Vector容器占用空间:12
请按任意键继续. . .

那么我们再让容器 添加一个元素

Vector已经空间: 1
Vector总容量: 2
Vector容器占用空间:12
请按任意键继续. . .

再让容器 添加一个元素

Vector已经空间: 2
Vector总容量: 2
Vector容器占用空间:12
请按任意键继续. . .

STL源码之实现一个简易的Vector容器