C++类——Vector容器的模拟实现

**Vector容器的模拟实现**
==========================在 C++ 中，`std::vector` 是一个非常常用的容器类，它提供了动态数组的功能。然而，在某些情况下，我们可能需要自己实现一个类似 `std::vector` 的容器来满足特定的需求。在本文中，我们将尝试模拟实现一个简单的 `Vector` 容器类。

**Vector类定义**
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cppclass Vector {
private:
 int capacity_; // 容器的最大容量 int size_; // 容器当前元素数量 int* data_; // 容器内部数据存储指针public:
 Vector(int capacity =10); // 构造函数，指定容器的初始容量 ~Vector(); // 析构函数，释放内存 void push_back(int value); // 向容器尾部添加元素 int& operator[](int index); // 根据索引访问容器中的元素 const int& operator[](int index) const; // const 版本的访问函数 int size() const; // 返回容器当前元素数量 bool empty() const; // 检查容器是否为空};

**构造函数和析构函数**
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cppVector::Vector(int capacity) : capacity_(capacity), size_(0), data_(new int[capacity]) {}

Vector::~Vector() {
 delete[] data_;
}

在构造函数中，我们使用 `new` 来分配一个动态数组，用于存储容器中的元素。我们将容器的最大容量设为指定的值，并初始化 `size_` 为0。

析构函数负责释放内存。在这里，我们使用 `delete[]` 来释放动态数组。

**push_back函数**
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cppvoid Vector::push_back(int value) {
 if (size_ == capacity_) { // 容器已满，需要扩容 int* newData = new int[capacity_ *2]; // 新建一个更大的动态数组 for (int i =0; i < size_; ++i) {
 newData[i] = data_[i]; // 将原有元素复制到新数组中 }
 delete[] data_; //释放原有内存 data_ = newData; // 更新容器的数据指针 capacity_ *=2; // 更新容器的最大容量 }

 data_[size_] = value; // 将新元素添加到容器尾部 ++size_; // 更新容器当前元素数量}

在 `push_back` 函数中，我们首先检查容器是否已满。如果是，则需要扩容。我们新建一个更大的动态数组，并将原有元素复制到新数组中，然后释放原有内存并更新容器的数据指针。

如果容器未满，我们直接将新元素添加到容器尾部，并更新容器当前元素数量。

**operator[]函数**
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cppint& Vector::operator[](int index) {
 if (index < 0 || index >= size_) { // 检查索引是否合法 throw std::out_of_range("Index out of range"); // 如果不合法，抛出异常 }

 return data_[index]; // 返回容器中指定索引的元素}

const int& Vector::operator[](int index) const {
 if (index < 0 || index >= size_) { // 检查索引是否合法 throw std::out_of_range("Index out of range"); // 如果不合法，抛出异常 }

 return data_[index]; // 返回容器中指定索引的元素}

在 `operator[]` 函数中，我们首先检查索引是否合法。如果不合法，则抛出异常。

如果索引合法，我们直接返回容器中指定索引的元素。注意，我们提供了 const 版本的函数，以便在 const 上下文中使用。

**size()和empty()函数**
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cppint Vector::size() const {
 return size_; // 返回容器当前元素数量}

bool Vector::empty() const {
 return size_ ==0; // 检查容器是否为空}

在 `size()` 函数中，我们直接返回容器当前元素数量。

在 `empty()` 函数中，我们检查容器是否为空。如果是，则返回 true，否则返回 false。

**示例使用**
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cppint main() {
 Vector vec(5); // 构造一个容量为5 的 Vector vec.push_back(1); // 向容器尾部添加元素 vec.push_back(2);
 vec.push_back(3);

 std::cout << "Size: " << vec.size() << std::endl; // 输出容器当前元素数量 std::cout << "Element at index0: " << vec[0] << std::endl; // 输出容器中指定索引的元素 return0;
}

在这个示例中，我们构造一个容量为5 的 Vector，然后向容器尾部添加三个元素。我们输出容器当前元素数量和容器中指定索引的元素。

**总结**
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在本文中，我们尝试模拟实现一个简单的 Vector 容器类，提供了动态数组的功能。我们定义了构造函数、析构函数、push_back 函数、operator[] 函数以及 size() 和 empty() 函数。最后，我们提供了示例使用，以便读者可以更好地理解这个容器类的使用方法。

当然，这个实现是非常简单的，实际上在 C++ 中我们应该使用 `std::vector` 来处理动态数组，而不是自己实现一个类似 Vector 的容器类。但是，如果你需要在某些情况下自定义一个容器类，那么这个实现可能会有所帮助。