【java】异常与错误-CFANZ编程社区

vector常见接口使用：

push_back

operator [ ]

size

resize

reserve

resize 和reserve ： resize开空间+初始化，可以用[ ]访问修改。reserve是单纯开空间。不能访问[ ]，因为[ ]会做 i < size 的检查

insert

erase

iterator

vector的迭代器是一种支持随机访问的迭代器。随机访问迭代器允许我们迅速访问向量内任何位置的元素，就像使用数组下标一样。这种类型的迭代器提供了以下基本操作：

递增 (++)：迭代器可以通过 ++ 操作符进行递增，指向向量中的下一个元素。
递减 (--)：迭代器可以通过 -- 操作符进行递减，指向向量中的前一个元素。
解引用 (*)：迭代器可以被解引用来访问它指向的元素的值，就像指针一样。
指针算术：迭代器支持加减算术操作。例如，可以执行 iter + 5 来快速移动迭代器到当前位置后的第五个元素。

std::vector 提供了几种类型的迭代器：

Iterator：这是最常见的迭代器类型，允许读写向量内的元素。
Const_iterator：这种类型的迭代器不允许修改它所指向的元素，只能用来读取元素。常用于不需要更改向量内容的场景。
Reverse_iterator：以相反的顺序遍历向量。
Const_reverse_iterator：以相反的顺序遍历向量，但不允许修改元素。

向量的迭代器还提供了与容器的关系方面的操作：

**begin()/end()**：begin() 返回指向向量第一个元素的迭代器，end() 返回指向向量最后一个元素之后位置的迭代器（也就是说，不是最后一个元素，而是最后一个元素的下一个位置）。
**rbegin()/rend()**：与 begin() 和 end() 类似，但返回的是相应的反向迭代器，rbegin() 返回向量末尾的迭代器，rend() 返回向量开头之前位置的迭代器。

使用迭代器时要特别注意迭代器失效的问题。向量在进行插入（insert）或删除（erase）操作后，如果这些操作导致内存重新分配，则从那个点开始到向量末尾的所有迭代器都将失效。必须重新获取迭代器。在编写依赖迭代器的代码时，这是一个重要的安全注意事项。

lsit常见接口使用：

push_back

pop_back

push_front

pop_front

insert

erase

Iterator

下面是自实现的迭代器类

1. 迭代器设计的目的

迭代器的设计目的是提供一种统一的接口来访问容器内的元素，无论容器的内部结构如何。对于链表来说，迭代器隐藏了链表的节点链接逻辑，使得用户可以通过相同的方式来遍历链表、数组等不同的数据结构。

2. 链表迭代器的基本操作

递增（operator++）: 迭代器提供了递增操作，使其指向链表中的下一个元素。对于双向链表的迭代器，通常提供了两种递增操作：前缀递增（++iter）和后缀递增（iter++）。前缀形式直接返回递增后的迭代器，后缀形式则返回递增前的拷贝，然后将自身递增。
递减（operator--）: 对于双向链表的迭代器，它还支持递减操作，即向前遍历元素。同样地，递减操作也有前缀和后缀两种形式。
解引用（operator* 和 operator->）: 解引用操作允许通过迭代器访问当前指向的元素的值。operator* 返回元素的引用，而 operator-> 允许访问元素成员。

3. 链表迭代器的实现

以双向链表为例，迭代器内部通常保存一个指向当前链表节点的指针。通过移动这个指针来实现递增和递减操作，通过解引用这个指针来访问当前节点的值。

迭代器通常区分为常量和非常量两种，非常量迭代器允许修改指向的元素，而常量迭代器不允许。

4. 开闭原则

迭代器的设计遵循了开闭原则，链表的内部实现可以自由改变，只要迭代器接口保持不变，使用迭代器的代码不需要做任何修改就可以继续正常工作。

5. 迭代器失效

需要注意的一个重要概念是迭代器失效。在对链表进行插入、删除等操作时，某些迭代器可能会失效，即它们不再指向原来的元素。比如，删除一个节点后，指向该节点的迭代器将变得无效。正确处理迭代器失效是使用迭代器时的一个重要考虑点。

vector / list 的常见经典问题

vector和list的区别

vector:

优点：尾插尾删，下标随机访问，空间连续，CPU高速缓存的命中率更高
缺点：中间的插入和删除需要挪动数据，效率低
扩容有代价：开新空间＋拷贝数据

list：

优点：任意位置O（1）的插入和删除，按需申请和释放
缺点：不支持随机访问（内存碎片问题）

链表的内存碎片问题：

链表和内存碎片化

链表是一种通过节点链接的数据结构，每个节点包含数据和指向下一个（以及可能的上一个）节点的指针。由于链表的节点通常是单独分配的，链表可以引起两种类型的内存碎片：

外部碎片：链表节点可以在内存的任何位置被分配，这可能导致内存中未被利用的小空闲区域，也就是外部碎片。外部碎片化会随着多次分配和释放增加，最终可能导致内存利用率下降。
内部碎片：链表节点通常比实际需要存储的数据大（因为还需要存储指针），这可能导致为每个节点分配的内存中有未使用的部分，即内部碎片。

空间配置器和内存碎片化

空间配置器是一个系统级或库级的工具，用来管理内存的分配和释放。它通常会提供一些策略来减少内存分配导致的碎片化。例如：

内存池：空间配置器可以实现内存池策略，预先分配一大块内存，并从中分配小块内存给用户。当用户请求小块内存时，配置器从池中提取，可以减少外部碎片。
固定大小的分配器：对于链表这种结构，配置器可能提供了一种固定大小的分配器，专门用来分配节点大小一致的内存块。这样可以减少内部碎片以及释放内存时导致的外部碎片化。