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這篇文章給大家分享的是有關(guān)C++如何實(shí)現(xiàn)可變長(zhǎng)的數(shù)組的內(nèi)容。小編覺(jué)得挺實(shí)用的,因此分享給大家做個(gè)參考,一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧。
01 實(shí)現(xiàn)自定義的可變長(zhǎng)數(shù)組類(lèi)型
假設(shè)我們要實(shí)現(xiàn)一個(gè)會(huì)自動(dòng)擴(kuò)展的數(shù)組,要實(shí)現(xiàn)什么函數(shù)呢?先從下面的main函數(shù)給出的實(shí)現(xiàn),看看有什么函數(shù)是需要我們實(shí)現(xiàn)的。
int main() { MyArray a; // 初始化的數(shù)組是空的 for(int i = 0; i < 5; ++i) a.push_back(i); // push_back是成員函數(shù) MyArray a2,a3; a2 = a; // 重載賦值運(yùn)算符函數(shù) // 由于上一句a2 = a語(yǔ)句,所以a.length()實(shí)際上就是a2.length() for(int i = 0; i < a.length(); ++i) cout << a2[i] << " "; a2 = a3; // a2是空的數(shù)組 for(int i = 0; i < a2.length(); ++i) // a2.length()返回0 cout << a2[i] << " "; cout << endl; a[3] = 100; // 重載[]運(yùn)算符函數(shù) MyArray a4(a); // 重載復(fù)制構(gòu)造函數(shù) for(int i = 0; i < a4.length(); ++i) cout << a4[i] << " "; return 0; }
輸出結(jié)果:
0 1 2 3 4
0 1 2 100 4
要實(shí)現(xiàn)的方式,要做哪些事情呢?我先列一下:
要用動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存來(lái)存放數(shù)組元素,需要一個(gè)指針成員變量
重載賦值=運(yùn)算符
重載[]運(yùn)算符
重載復(fù)制構(gòu)造函數(shù)
實(shí)現(xiàn)push_back和length()函數(shù)
02 MyArray類(lèi)的實(shí)現(xiàn)步驟
要實(shí)現(xiàn)一個(gè)可變長(zhǎng)數(shù)組類(lèi)的,基本需要實(shí)現(xiàn)下面的7個(gè)函數(shù):
class MyArray // 可變長(zhǎng)數(shù)組類(lèi) { public: // 1. 構(gòu)造函數(shù),s代表數(shù)組元素的個(gè)數(shù) MyArray(int s = 0); // 2. 復(fù)制構(gòu)造函數(shù) MyArray(MyArray &a); // 3. 析構(gòu)函數(shù) ~MyArray(); // 4. 重載賦值=運(yùn)算符函數(shù),用于數(shù)組對(duì)象間的賦值 MyArray & operator=(const MyArray & a); // 5. 重載[]運(yùn)算符函數(shù),用于獲取數(shù)組下標(biāo)對(duì)于的值 int & operator[](int i); // 6. 加入一個(gè)元素到數(shù)組的末尾 void push_back(int v); // 7. 獲取數(shù)組的長(zhǎng)度 int length(); private: int m_size; // 數(shù)組元素的個(gè)數(shù) int* m_ptr; // 指向動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組 };
1. 構(gòu)造函數(shù)
構(gòu)造函數(shù)的目的就是初始化一個(gè)數(shù)組,代碼如下:
// 構(gòu)造函數(shù) MyArray::MyArray(int s = 0):m_size(s) { // 當(dāng)初始化長(zhǎng)度為0的數(shù)組時(shí),數(shù)組指針就是空的 if(s == 0) m_ptr = NULL; // 當(dāng)初始化長(zhǎng)度不為0時(shí),則申請(qǐng)對(duì)應(yīng)大小的空間 else m_ptr = new int[s]; }
2. 復(fù)制構(gòu)造函數(shù)
復(fù)制構(gòu)造函數(shù)目的就是產(chǎn)生一個(gè)與入?yún)?duì)象一樣的對(duì)象,但是由于MyArray類(lèi)是有指針成員變量的,所以我們必須才用深拷貝的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù),如果使用默認(rèn)的復(fù)制構(gòu)造函數(shù),則會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)對(duì)象的指針成員變量指向的地址是同一個(gè),這是非常危險(xiǎn)的。
// 復(fù)制構(gòu)造函數(shù) MyArray::MyArray(const MyArray &a) { // 如果入?yún)⒌臄?shù)組對(duì)象的指針地址為空時(shí),則也初始化一個(gè)空的數(shù)組 if(a.m_ptr == NULL) { m_ptr = NULL; m_size = 0; } // 如果入?yún)⒌臄?shù)組對(duì)象有數(shù)據(jù)時(shí),則申請(qǐng)一個(gè)新的地址,最后來(lái)復(fù)制入?yún)?duì)象數(shù)組對(duì)象的數(shù)據(jù)和大小。 else { m_ptr = new int[a.m_size]; memcpy(m_ptr, a.m_ptr, sizeof(int)*a.m_size); m_size = a.m_size; } }
3. 析構(gòu)函數(shù)
析構(gòu)函數(shù)的目的就是釋放數(shù)組的資源
// 析構(gòu)函數(shù) MyArray::~MyArray() { // 如果指針地址不為空時(shí),則釋放資源 if(m_ptr) delete [] m_ptr; }
4. 重載賦值=運(yùn)算符函數(shù)
重載賦值=運(yùn)算符函數(shù)目的就使=號(hào)左邊對(duì)象里存放的數(shù)組,大小和內(nèi)容都和右邊的對(duì)象一樣
// 重載賦值=運(yùn)算符函數(shù) MyArray & MyArray::operator=(const MyArray & a) { if(m_ptr == a.m_ptr) // 防止a=a這樣的賦值導(dǎo)致出錯(cuò) return *this; if(a.m_ptr == NULL) // 如果a里面的數(shù)組是空的 { if(m_ptr) delete [] m_ptr; // 釋放舊數(shù)組的資源 m_ptr = NULL; m_size = 0; return *this; } if(m_size < a.m_size) // 如果原有空間足夠大,就不用分配新的空間 { if(m_ptr) delete [] m_ptr; // 釋放舊數(shù)組的資源 m_ptr = new int[a.m_size]; // 申請(qǐng)新的內(nèi)存地址 } memcpy(m_ptr, a.m_ptr, sizeof(int)*a.m_size); m_size = a.m_size; return *this; }
5. 重載[]運(yùn)算符函數(shù)
重載[]運(yùn)算符函數(shù)目的就是能通過(guò)[]運(yùn)算符來(lái)獲取對(duì)應(yīng)下標(biāo)的數(shù)組值
// 重載[]運(yùn)算符函數(shù) int & MyArray::operator[](int i) { return m_ptr[i]; // 返回對(duì)應(yīng)下標(biāo)的數(shù)組值 }
6. 加入元素到數(shù)組末尾的函數(shù)
push_back函數(shù)的目的就是把一個(gè)新的元素,加入到數(shù)組的末尾
// 在數(shù)組尾部添加一個(gè)元素 void MyArray::push_back(int v) { if(m_ptr) // 如果數(shù)組不為空 { int *tmpPtr = new int[m_size + 1]; // 重新分配空間 memcpy(tmpPtr, m_ptr, sizeof(int)*m_size); // 拷貝原數(shù)組內(nèi)容 delect [] m_ptr; m_ptr = tmpPtr; } else // 如果數(shù)組本來(lái)就是空的 { m_ptr = new int[1]; } m_ptr[m_size++] = v; //加入新的數(shù)組元素 }
7. 獲取數(shù)組長(zhǎng)度的函數(shù)
length()函數(shù)就比較簡(jiǎn)單了,直接返回成員變量m_size,就是數(shù)組的長(zhǎng)度了
// 獲取數(shù)組長(zhǎng)度的函數(shù) int MyArray:;length() { return m_size; }
03 小結(jié)
可變長(zhǎng)數(shù)組類(lèi)型實(shí)現(xiàn)的整體代碼,如下:
class MyArray { public: // 1. 構(gòu)造函數(shù),s代表數(shù)組元素的個(gè)數(shù) MyArray(int s = 0):m_size(s) { if(s == 0) m_ptr = NULL; else m_ptr = new int[s]; } // 2. 復(fù)制構(gòu)造函數(shù) MyArray(const MyArray &a) { if(a.m_ptr == NULL) { m_ptr = NULL; m_size = 0; } else { m_ptr = new int[a.m_size]; memcpy(m_ptr, a.m_ptr, sizeof(int)*a.m_size); // 拷貝原數(shù)組內(nèi)容 m_size = a.m_size; } } // 3. 拷貝構(gòu)造函數(shù) ~MyArray() { if(m_ptr) delete [] m_ptr; } // 4. 重載賦值=運(yùn)算符函數(shù) MyArray & operator=(const MyArray & a) { if(m_ptr == a.m_ptr) return *this; if(a.m_ptr == NULL) { if(m_ptr) delete [] m_ptr; m_ptr = NULL; m_size = 0; return *this; } if(m_size < a.m_size) { if(m_ptr) delete [] m_ptr; m_ptr = new int[a.m_size]; } memcpy(m_ptr, a.m_ptr, sizeof(int)*a.m_size); // 拷貝原數(shù)組內(nèi)容 m_size = a.m_size; return *this; } // 5. 重載[]運(yùn)算符函數(shù) int & operator[](int i) { return m_ptr[i]; } // 6. 在數(shù)組的末尾加入一個(gè)新的元素 void push_back(int v) { if(m_ptr) // 如果數(shù)組不為空 { int *tmpPtr = new int[m_size + 1]; // 重新分配空間 memcpy(tmpPtr, m_ptr, sizeof(int)*m_size); // 拷貝原數(shù)組內(nèi)容 delete [] m_ptr; m_ptr = tmpPtr; } else // 如果數(shù)組本來(lái)就是空的 { m_ptr = new int[1]; } m_ptr[m_size++] = v; //加入新的數(shù)組元素 } // 7. 獲取數(shù)組的長(zhǎng)度 int length() { return m_size; } private: int m_size; // 數(shù)組元素的個(gè)數(shù) int* m_ptr; // 指向動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組 };
實(shí)際上本次的可變長(zhǎng)的數(shù)組類(lèi)還缺少一下函數(shù),比如:刪除某個(gè)元素的函數(shù)、清空數(shù)組的函數(shù)等等,這些可以留給大家思考。
還有就是 push_back 函數(shù)還有優(yōu)化的空間,當(dāng)前的 push_back 函數(shù)每加入一個(gè)元素都會(huì)重新分配新的內(nèi)存,這是會(huì)增大開(kāi)銷(xiāo)的,那么優(yōu)化的思路:
提前分配好一個(gè) n 大小的空間,當(dāng)數(shù)組大小不夠的時(shí)候,則才繼續(xù)重新分配 2n 大小的空間,以此類(lèi)推。
感謝各位的閱讀!關(guān)于“C++如何實(shí)現(xiàn)可變長(zhǎng)的數(shù)組”這篇文章就分享到這里了,希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助,讓大家可以學(xué)到更多知識(shí),如果覺(jué)得文章不錯(cuò),可以把它分享出去讓更多的人看到吧!
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