动态数组Vector类模板的实现

Vector类模板的实现

1. C++中原始数组的重要特性：

• 数组就是指向一块内存块的指针变量，数组的具体大小必须由程序员单独确定。
• 内存块可以通过new[ ]分配，但此后必须通过delete释放。
• 内存块不能重新调整大小(但可获得一个新的、更大的内存块，并用原来的内存块初始化，然后释放原内存块)

2.考虑类模板Vector的主要细节

• 实现五大函数以提供拷贝构造函数和operator=的深层拷贝功能，并将提供一个析构函数以回收数组。此外，还将实现C++11的移动功能。
• Vector将提供改变Vector的大小(一般是更大)的resize方法和reserve方法，后者将改变Vector的容量。这个容量通过为原始数组获取新的内存块、把老内存块复制到新内存块并回收老内存块而得以更新。
• 提供operator[ ]的实现，其一般通过访问函数和修改函数的形式实现。
• 提供诸如size、empty、clear、back、pop_back和push_back等基本方法。如果大小和容量相同，则push_back方法将调用reserve函数。
• 对于内嵌类型iterator和const_iterator，Vector也将提供支持，并提供相关联的begin方法和end方法。

#include<algorithm>
template<typename Object>
class Vector {
private:
	int theSize;     //大小
	int theCapacity; //容量
	Object* objects; //原始数组

public:
	static const int SPARE_CAPACITY = 16; //定义剩余空闲的缓冲容量
	explicit Vector(int initSize = 0) :theSize{ initSize }, theCapacity{ initSize + SPARE_CAPACITY }//指定数组大小
	{
		objects = new Object[theCapacity];
	}

	//拷贝构造函数
	Vector(const Vector& rhs) :theSize{ rhs.theSize }, theCapacity{ rhs.theCapacity }, objects{ nullptr }
	{
		objects = new Object[theCapacity];
		for (int k = 0; k < theSize; ++k) {
			objects[k] = rhs.objects[k];
		}
	}

	//移动构造函数
	Vector(Vector&& rhs) :theSize{ rhs.theSize }, theCapacity{ rhs.theCapacity }, objects{ rhs.objects }{
		rhs.objects = nullptr;
		rhs.theSize = 0;
		rhs.theCapacity = 0;
	}

	Vector& operator=(const Vector& rhs) {
		Vector copy = rhs;
		std::swap(*this, copy);
		return *this;
	}

	Vector& operator=(Vector&& rhs) {
		std::swap(theSize, rhs.theSize);
		std::swap(theCapacity, rhs.theCapacity);
		std::swap(objects, rhs.objects);
		return *this;
	}

	~Vector() {
		delete[]objects;
	}

	void resize(int newSize) //change the current size
	{
		if (newSize > theCapacity)
			reserve(newSize * 2);
		theSize = newSize;
	}

	void reserve(int newCapacity) { //reset the capacity
		if (newCapacity < theSize)
			return;

		Object* newArray = new Object[newCapacity];
		for (int k = 0; k < theSize; ++k) 
			newArray[k] = std::move(objects[k]);
		
		theCapacity = newCapacity;
		std::swap(objects, newArray);
		delete[]newArray;
	}

	Object& operator[](int index) {
		return objects[index];
	}
	const Object& operator[](int index)const {
		return objects[index];
	}

	bool empty()const {
		return size() == 0;
	}
	int size()const {
		return theSize;
	}
	int capacity()const {
		return theCapacity;
	}
	void push_back(const Object& x) {
		if (theSize == theCapacity)
			reserve(theCapacity*2+1);
		objects[theSize++] = x;
	}

	void push_back(Object&& x) {
		if (theSize == theCapacity)
			reserve(theCapacity * 2);
		objects[theSize++] = std::move(x);
	}

	void pop_back() {
		--theSize;
	}

	const Object& back()const {
		return objects[theSize - 1];
	}

	typedef Object* iterator; //指针变量的别名
	typedef const Object* const_iterator;

	iterator begin() {
		return &objects[0];
	}

	const_iterator begin() const{
		return &objects[0];
	}

	iterator end() {
		return &objects[size()];
	}

	const_iterator end()const {
		return &objects[size()];
	}
};