C++ vector的底层实现原理
2023-07-11 14:13:49
深夜i
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C++
vector
底层
实现原理
C++中vector是一个重要的容器类型，能够高效地存储和操作连续内存中的元素。拥有快速的元素访问和插入/删除操作等优势，被广泛应用于C++中。
vector的底层实现原理主要包括以下几个方面：
1.内存管理：vector在内存中以连续的空间存储元素，当vector的元素数量超过已分配空间大小时，vector需要重新分配内存。该过程通过调用realloc函数实现，这个函数会先尝试在原地址上增加内存空间，如果无法满足要求，则在新的地址上重新分配一块内存，并将原内存数据复制到新的地址上。
2.插入/删除元素：向vector插入或删除元素时，涉及到内存中元素的移动，这个过程可以通过使用memmove函数实现。当插入或删除元素时，vector会先为插入或删除点之后的所有元素腾出空间，然后在需要插入或删除的位置上进行插入或删除。这个过程可能会涉及到多次内存复制操作，因此需要耗费一定的时间。
3.迭代器的实现：vector支持迭代器的操作，包括自增、自减、解引用等。迭代器的实现通常依赖于指针，因为vector在内存中是连续存储的，元素之间的地址是连续的，因此可以通过指针访问和操作vector中的元素。
4.异常处理：vector的底层实现需要考虑到各种可能出现的异常情况，比如内存不足、越界、复制元素失败等等。为了保证程序的健壮性和稳定性，vector需要在代码中进行足够的错误处理和异常捕获。
总之，vector是一个高性能的容器类型，不仅在应用中广泛使用，而且在底层实现中也经过了严格的优化和验证。了解vector的底层实现原理，有助于我们更好地理解和使用C++这门语言。
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