問題描述：
使用純$C$語言實現一個泛型的$vector$，支持拷貝構造和移動構造。
設計方案：
$vector$是動態的數組，因此我們保存$vector$申請的內存塊的指針，此外我們需要兩個$size$_$t$類型的數保存當前開辟的空間和當前已經存有的元素個數。故需要一個我們定義以下的$vector$結構體：
struct vector
{
T* buf;
size_t size, capacity;
};
由於我們設計的是泛型$vector$，$T$的類型不定，所以一個元素占用的內存不定，所以這個內存塊的大小就不能，考慮兩種方案：
方案一、
在$vector$中加入一個$u$_$size$表示元素的大小。
那我們就可以設計成這樣子：
struct vector
{
T* buf;
size_t size, capacity;
size_t u_size;
};
這樣子$push$_$back$或者是復制$vector$的時候就可以計算出$malloc$的空間是$n*u$_$size$。
但是有兩個問題：
問題一、
考慮這個結構體：
struct T
{
void* buf;
size_t val;
};
在$push_back$的時候，就會有以下問題：
復制前：
復制后：
問題二：
如果我們需要復制這個$vector$，也會有類似的問題：
復制前：
復制后：
顯然這個$buf$存在危險，它會被幾個指針訪問，可能會造成數據的錯誤。（C里面沒有$unique$_$ptr<T>$和$shared$_$ptr<T>$）。
同時，析構的時候，$buf$這一塊內存極易引發內存泄漏或者是重復釋放。
那我們如何改進呢：
改進方案一：
如果在$push$_$back$的時候傳入構造函數的函數指針，如：
$size$_$t$ $push$_$back(vector*$ _$vec,$ $const$ $T* $ _$dat,$ $T*(*copy$_$assign)(const$ $T*$ _$src))$。然后在$push_back$函數中調用$copy$_$assign$，這樣子就可以成功解決上面的問題一。析構的時候也是一樣的道理，傳入析構函數的函數指針即可。在復制和銷毀$vector$的時候，我們也是同樣的傳入這些函數指針。就解決了問題二。
這個方案已經夠好了，但是，它太麻煩了，每次都要傳函數指針。
改進方案二：
我們為什么不把它保存下來呢，然后$vector$不就可以自動調用了嘛？
有一說一，確實。
這樣子我們設計一下這個結構體：
struct vector
{
T* buf;
size_t size, capacity;
size_t u_size;
void* (*assign)(const void* _src);
void* (*destroy)(void* _dat);
};
這樣子就可以了，實際上是空間換時間的策略。
但是如果函數指針多起來了，這個$vector$結構體在初始化這些函數指針的時候，就會非常麻煩，比如說你要加上移動構造函數，或者其他函數的時候。
所以我們就把它封裝一下好了。
struct data_arg
{
size_t u_size;
void* (*assign)(const void* _src);
void* (*destroy)(void* _dat);
};
struct vector
{
T* buf;
size_t size, capacity;
data_arg dat_arg;
};
這樣子需要修改函數指針的時候直接修改$dat$_$arg$就可以了。
方案二：
我們使用一個$void*$去指向這些元素，這樣子無論元素是什么是什么類型的我們都可以指向它。
我們設計以下的結構體：
struct vector
{
void** buf;
size_t size, capacity;
};
顯然，方案一上的兩個問題，方案二依然存在。而且無論如何，復制的時候一樣需要知道元素的大小。
所以我們就集思廣益，把方案一的操作搬下來。
struct vector
{
void** buf;
size_t size, capacity;
data_arg dat_arg;
};
這樣子我們也解決這兩個問題。
？？？
$Q$：這兩個方案既然都行，那我們隨便選一個是不是就可以了。
$A$：大多數情況是這樣的。但是我們可以注意到：方案一少了一層指針尋址，效率會更高，但是方案一進行移動構造的時候，它實際上相當於是$memcpy$。而方案二雖然需要進行多一層尋址，但是移動的時候可以直接把指向這個元素的指針賦給$vector$。但是其他情況仍需重寫函數。所以根據應用場景靈活選擇方案即可。
接下來的舉例實現使用第二種方案。
！！！
那我們開始實現吧：
結構體定義，不說了。
struct data_arg
{
size_t u_size;
void* (*assign)(const void* _src);
void* (*destroy)(void* _dat);
};
struct vector
{
void** buf;
size_t size, capacity;
data_arg dat_arg;
};
然后我們開始設計函數：
（注：$catch$_$exec$是我的項目的一個異常處理的庫，看官自行忽略就好）
首先是創建：
vector* vec_init(data_arg _dat_arg)
{
vector* ptr = (vector*)malloc(sizeof(vector));
*ptr = { (void**)malloc(sizeof(void*) * vec_init_size),
0,vec_init_size,_dat_arg
};
return ptr;
}
比較簡單，不說了。
然后實現調用數據的拷貝構造函數和析構函數的函數：
void* vec_new_data(vector* _vec, const void* _dat)
{
if (!_vec->dat_arg.assign)
{
void* dst = malloc(_vec->dat_arg.u_size);
memcpy(dst, _dat, _vec->dat_arg.u_size);
return dst;
}
return _vec->dat_arg.assign(_dat);
}
void* vec_delete_data(vector* _vec, void* _dat)
{
if (!_vec->dat_arg.destroy)
free(_dat);
else
_vec->dat_arg.destroy(_dat);
return NULL;
}
注：我自己的設計是如果是不含指針的結構體，就直接復制內存，這樣子拷貝構造函數和析構函數指針都是$NULL$，效率高一點。
然后是拷貝構造函數：
void* vec_assign(const void* _vec)
{
if (!_vec)
catch_exce(6);
vector* vec = (vector*)_vec;
vector* newvec = vec_init(vec->dat_arg);
vec_resize(newvec, vec->capacity);
newvec->size = vec->size;
for (int i = 0; i < newvec->size; ++i)
newvec->buf[i] = vec->dat_arg.assign(vec->buf[i]);
return newvec;
}
然后是清空和析構函數二人組：
void vec_clear(vector* _vec)
{
if (!_vec)
catch_exce(6);
for (int i = 0; i < _vec->size; ++i)
_vec->buf[i] = vec_delete_data(_vec, _vec->buf[i]);
}
void* vec_destroy(void* _vec)
{
if (!_vec)
catch_exce(6);
vector* vec = (vector*)_vec;
vec_clear(vec);
free(vec->buf);
free(vec);
return NULL;
}
然后剩下的功能自己實現一下就完事了。
檢查容量：
void vec_check_capacity(vector* _vec)
{
if (!_vec)
catch_exce(6);
if (_vec->size == _vec->capacity)
vec_resize(_vec, _vec->capacity << 1);
}
重設容量：
size_t vec_resize(vector* _vec, size_t _size)
{
if (!_vec)
catch_exce(6);
void** tmp = (void**)realloc(_vec->buf, sizeof(void*) * _size);
if (!tmp)
catch_exce(6);
_vec->buf = tmp, _vec->capacity = _size;
return _vec->capacity;
}
$push$_$back$（拷貝），$push$_$back$_$no$_$copy$（移動）
size_t vec_push_back(vector* _vec, void* _dat)
{
if (!_vec)
catch_exce(6);
if (!_dat)
catch_exce(7);
vec_check_capacity(_vec);
_vec->buf[_vec->size++] = vec_new_data(_vec, _dat);
return _vec->size;
}
size_t vec_push_back_no_copy(vector* _vec, void* _dat)
{
if (!_vec)
catch_exce(6);
if (!_dat)
catch_exce(7);
vec_check_capacity(_vec);
_vec->buf[_vec->size++] = _dat;
return _vec->size;
}
$pop$_$back$（析構），$pop$_$back$_$no$_$delete$（不析構）
size_t vec_pop_back(vector* _vec)
{
if (!_vec)
catch_exce(6);
_vec->buf[--_vec->size] = vec_delete_data(_vec, _vec->buf[_vec->size]);
return _vec->size;
}
size_t vec_pop_back_no_delete(vector* _vec)
{
if (!_vec)
catch_exce(6);
_vec->buf[--_vec->size] = NULL;
return _vec->size;
}
注：沒有檢查邊界，看官自己加上。
感謝大家！
全部源代碼看這里。這是我自己用純$C$語言實現的一個$C$語言子集的詞法和語法分析器項目，里面需要使用泛型$vector$，故設計。