C++ STL std::vector的实现机制【面试】
std::vector 是 C++ 标准模板库(STL)中的一种序列容器,它封装了动态数组的实现,提供了一系列方法来操作这个动态数组。以下是 std::vector 的一些关键实现机制:
-
连续内存存储:
std::vector通过一块连续的内存空间来存储其元素,这使得通过索引访问元素非常高效。 -
动态扩容: 当添加元素超过当前容量时,
vector会自动扩容。这通常涉及到申请更大的内存块,将现有元素复制或移动到新内存,然后释放旧内存。 -
容量与大小:
vector区分了size(当前元素数量)和capacity(不重新分配内存时可以存储的元素数量)。capacity总是大于或等于size。 -
增长策略: 为了减少因扩容导致的性能损耗,
vector通常采用增长策略,如每次扩容时容量翻倍,以减少扩容次数。 -
迭代器:
vector提供了迭代器,支持对容器元素的遍历,包括随机访问迭代器,允许快速访问任何位置的元素。 -
元素操作:
vector提供了在尾部快速添加(push_back)和删除(pop_back)元素的操作。对于非尾部的插入和删除,可能需要移动后续所有元素,因此相对较慢。 -
内存管理:
vector自动管理内存,包括在扩容时申请内存和在元素销毁后释放内存。 -
异常安全:
vector的操作考虑到了异常安全,例如,在push_back操作中,如果元素构造或复制过程中抛出异常,vector会保持不变。 -
模板类:
vector是一个模板容器,可以存储任意类型的元素,包括自定义类型。 -
构造和析构:
std::vector在元素被添加时构造它们,在元素被移除或容器被销毁时析构它们。
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