C++实现可变长度的动态数组
实践中经常碰到程序需要定义一个数组,但不知道定义多大合适的问题。按照最大的可能性定义,会造成空间浪费;定义小了则无法满足需要。
如果用动态内存分配的方式解决,需要多少空间就动态分配多少,固然可以解决这个问题,但是要确保动态分配的内存在每一条执行路径上都能够被释放,也是一件头疼的事情。
因此需要编写一个长度可变的数组类,该类的对象就能存放一个可变长数组。该数组类应该有以下特点:
程序代码如下:
0 1 2 3 4
0 1 2 100 4
思考题:每次在数组尾部添加一个元素都要重新分配内存并且复制原有内容,显然效率是低下的。有什么办法能够加快添加元素的速度呢?
如果用动态内存分配的方式解决,需要多少空间就动态分配多少,固然可以解决这个问题,但是要确保动态分配的内存在每一条执行路径上都能够被释放,也是一件头疼的事情。
因此需要编写一个长度可变的数组类,该类的对象就能存放一个可变长数组。该数组类应该有以下特点:
- 数组的元素个数可以在初始化该对象时指定。
- 可以动态往数组中添加元素。
- 使用该类时不用担心动态内存分配和释放问题。
- 能够像使用数组那样使用动态数组类对象,如可以通过下标访问其元素。
程序代码如下:
#include <iostream> #include <cstring> using namespace std; class CArray { int size; //数组元素的个数 int* ptr; //指向动态分配的数组 public: CArray(int s = 0); //s代表数组元素的个数 CArray(CArray & a); ~CArray(); void push_back(int v); //用于在数组尾部添加一个元素 v CArray & operator = (const CArray & a); //用于数组对象间的赋值 int length() const { return size; } //返回数组元素个数 int & operator[](int i) { //用以支持根据下标访问数组元素,如“a[i]=4;”和“n=a[i];”这样的语句 return ptr[i]; }; }; CArray::CArray(int s) : size(s) { if (s == 0) ptr = NULL; else ptr = new int[s]; } CArray::CArray(CArray & a) { if (!a.ptr) { ptr = NULL; size = 0; return; } ptr = new int[a.size]; memcpy(ptr, a.ptr, sizeof(int) * a.size); size = a.size; } CArray::~CArray() { if (ptr) delete[] ptr; } CArray & CArray::operator=(const CArray & a) { //赋值号的作用是使 = 左边对象中存放的数组的大小和内容都与右边的对象一样 if (ptr == a.ptr) //防止 a=a 这样的赋值导致出错 return *this; if (a.ptr == NULL) { //如果a里面的数组是空的 if (ptr) delete[] ptr; ptr = NULL; size = 0; return *this; } if (size < a.size) { //如果原有空间够大,就不用分配新的空间 if (ptr) delete[] ptr; ptr = new int[a.size]; } memcpy(ptr, a.ptr, sizeof(int)*a.size); size = a.size; return *this; } void CArray::push_back(int v) { //在数组尾部添加一个元素 if (ptr) { int* tmpPtr = new int[size + 1]; //重新分配空间 memcpy(tmpPtr, ptr, sizeof(int) * size); //复制原数组内容 delete[] ptr; ptr = tmpPtr; } else //数组本来是空的 ptr = new int[1]; ptr[size++] = v; //加入新的数组元素 } int main() { CArray a; //开始的数组是空的 for (int i = 0; i<5; ++i) a.push_back(i); CArray a2, a3; a2 = a; for (int i = 0; i<a.length(); ++i) cout << a2[i] << " "; a2 = a3; //a2 是空的 for (int i = 0; i<a2.length(); ++i) //a2.length()返回 0 cout << a2[i] << " "; cout << endl; a[3] = 100; CArray a4(a); for (int i = 0; i<a4.length(); ++i) cout << a4[i] << " "; return 0; }程序的输出结果为:
0 1 2 3 4
0 1 2 100 4
[]
是双目运算符,有两个操作数,一个在里面,一个在外面。表达式 a[i] 等价于 a.operator[](i)。按照[]
原有的特性,a[i]
应该能够作为左值使用,因此 operator[] 函数应该返回引用。思考题:每次在数组尾部添加一个元素都要重新分配内存并且复制原有内容,显然效率是低下的。有什么办法能够加快添加元素的速度呢?
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