數據結構逆向分析-Vector

這個應該是家喻戶曉了的東西把，如果說C/C++程序員Vector都不用的話，可能就是一個不太好的程序員。

Vector就是一個STL封裝的動態數組，數組大家都知道是通過連續的地址空間來處理的，vector的原理就是如果原來的不夠了要擴展，就會開辟一段更大的內存，然后將原來的內容再復制到新的內存里面，釋放掉原來的，然后再插入要擴充的。

Vector常用Api:

push_bak() //尾部插入數據
Insert() //插入數據
​
​
pop_back() //刪除尾部數據
erase()  //刪除數據

逆向分析：

插入數據

尾部插入

首先是最簡單的，一直往里面插入數據

#include<iostream>
#include<vector>
using std::vector;
​
int main()
{
 vector<int> MyVector;
 MyVector.push_back(100);
 MyVector.push_back(600);
 MyVector.push_back(200);
 MyVector.push_back(300);
 MyVector.push_back(1000);
 MyVector.push_back(150);
​
​
 return 0;
}

一個只創建了的vector的大小只有16

 

 

然后通過內存來查看：

 

 

指向的這個地址：

 

 

又指回去了。

畫個圖就是這個樣子：

 

 

跑第一條插入數據的指令：

 MyVector.push_back(100);

內存變成了這樣：

 

 

這個vector指向的內容還是沒有改變。

然后新加入了三個挨着的地址：

 

 

目前的情況來看，應該是vector的第二個內容是數組的首地址，然后第三第四個內容是數組的結束地址。

執行：

 MyVector.push_back(600);

變成了這樣：

 

 

比較奇怪的是，如果是后面兩個字段表示數組的結束地址，為什么會要兩個字段來存放，一個就夠了呀，肯定有問題，所以我這里多push幾個，且觀察這兩個字段有沒有值不一樣的情況出現。

當執行完第五個push_back的時候終於變化了：

 

 

 

 

查看一下我們這個MyVector的數據結構：

 

 

capacity是指不再分配內存的情況下容器的容量，然后size是指容器當前存放了的大小。再對比我們在內存中的情況，那么很有可能就是size就是第三個字段地址減去第二個字段數組首地址，然后除以結構體大小得到的內容，而capacity容器大小就是最后一個字段和第二個字段數組首地址之間的差值。

再往下執行一個看看：

 MyVector.push_back(150);

 

 

破案了，就是我們想的那樣，vector會開辟一段空間，然后往里面加內容，如果超過了容器大小再重新開辟一個。

任意位置插入數據：

 

 

紅色表示數據改動過，其實就是相當於往后移動，然后再插入進去，就是正常C語言里面會有的動態數組的操作。

刪除數據

尾部刪除

 

 

這里你會發現，用尾刪除的辦法來說，並沒有刪除掉這塊地址，只是把范圍往上移動了。

任意位置刪除：

 

 

這里也沒有刪除，只是把后面往前移動了，然后vector的數組大小又縮小：

 

 

實質數組大小和容器大小是不一樣的

總結

vector就是一個封裝好了動態數組，里面采取的還是C里面的動態數組的思想，只不過引入了容器大小的概念用的時候稍微會比純C動態數組效率高。