c++中如何实现一个简单的动态数组类_c++封装vector功能步骤【详解】

直接封装std::vector不算实现动态数组，真正练手需自己管理内存、扩容逻辑和异常安全；核心是内存分配、容量增长、异常安全三步，且须正确处理构造/析构与完美转发。

为什么别直接封装 std::vector？

你写一个叫 MyVector 的类，内部用 std::vector 做成员，这不算“实现动态数组”——这只是包装。真正想练手或理解底层机制，得自己管理内存：new/delete[]、容量扩容逻辑、拷贝/移动语义。标准库的 std::vector 已经高度优化，封装它没有教学价值，反而掩盖关键细节。

核心三步：内存分配 + 容量增长 + 异常安全

一个最小可用的动态数组类必须处理好这三点。漏掉异常安全，push_back 在 new 失败时可能造成内存泄漏或对象状态不一致。

• 初始容量设为 1 或 2，避免频繁扩容；后续按 1.5 倍或 2 倍增长（std::vector 通常用 1.5）
• 每次扩容必须： new 新内存 → 逐个 std::construct_at（c++20）或 placement new 拷贝旧元素 → 析构旧元素 → delete[] 旧内存
• 所有可能抛异常的操作（如构造元素）必须放在 try/catch 内，否则扩容中途失败会导致资源泄露

MyVector 必须实现的接口和陷阱

只暴露 push_back、size、capacity、operator[] 和析构函数，已足够体现原理。但要注意：

• operator[] 不做越界检查（像 std::vector::operator[]），但 at() 如果加了就必须 throw std::out_of_range
• push_back 参数该用 const T& 还是 T&&？正确做法是重载两个，再加模板版本支持完美转发：

  template void push_back(U&& val);

• 析构函数里必须对每个已构造元素显式调用析构函数，不能只 delete[] data_ —— 否则类类型元素的析构函数不会执行

一个极简但正确的 MyVector 片段（C++17）

以下代码能通过基本测试，且不依赖 std::vector：

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template class MyVector {     T* data_ = nullptr;     size_t size_ = 0;     size_t capacity_ = 0; 
public: ~MyVector() { for (sizet i = 0; i < size; ++i) { data[i].~T(); } delete[] data; }
void push_back(const T& val) {     if (size_ >= capacity_) {         size_t new_cap = capacity_ == 0 ? 1 : capacity_ * 2;         T* new_data = new T[new_cap];         for (size_t i = 0; i < size_; ++i) {             new_data[i] = std::move(data_[i]);             data_[i].~T();         }         delete[] data_;         data_ = new_data;         capacity_ = new_cap;     }     new (&data_[size_]) T(val);     ++size_; }  T& operator[](size_t i) { return data_[i]; } size_t size() const { return size_; } size_t capacity() const { return capacity_; }
};
注意：真实项目中仍应优先用 std::vector；手写版本最容易出错的是析构顺序、异常路径遗漏、以及未处理 T 是 const 或引用类型的情况——这些边界在教学代码里常被忽略。