C++Array類模板編寫筆記

C++Array類模板

         函數模板和類模板都屬於泛型技術，利用函數模板和類模板來創建一個具有通用功能的函數和類，以支持多種不同的形參，從而進一步簡化重載函數的函數體設計。

        聲明方法：template<typename/class 標識符（T）>

        函數聲明（通用形參使用標識符（T）代替）

//Array.h
#ifndef ARRAY_H
#define ARRAY_H
#include<cassert>

template<class T>
class Array
{
private:
    T* m_list;
    int m_size;

public:
    //構造函數
    Array(int sz=50);
    //拷貝構造函數
    Array(const Array<T>&a);
    //析構函數
    ~Array();
    //重載“=”可以讓數組對象整體賦值
    Array<T>& operator=(const Array<T>& rhs);
    //重載“[]”使Array對象可以索引指定位置數據
    T& operator[](int i); //此處必須返回引用，若返回值，則無法直接進行運算，變量使用完畢后便被銷毀
    //“[]”針對const的重載
    const T& operator[](int i) const;
    //重載T*類型轉換
    operator T*();
    //“T*”針對const的重載
    operator const T*() const;
    //獲取數組大小
    int getSize() const;
    //改變數組大小
    void resize(int sz);
};

template<class T>
Array<T>::Array(int sz)
{
    assert(sz);
    m_size=sz;
    m_list=new T[m_size];
}

template<class T>
Array<T>::Array(const Array<T>& a)
{
    //淺復制
    m_size=a.m_size;
    m_list=a.m_list;
    //深復制
    m_size=a.m_size;
    m_list=new T[m_size];
    for (int i = 0; i < m_size; i++)
    {
        m_list[i]=a.m_list[i];
    }
}

template<class T>
Array<T>::~Array()
{
    delete[] m_list;
}

template<class T>
Array<T>& Array<T>::operator=(const Array<T>& chs)
{
    if (&chs!=this)
    {
        if (chs.m_size!=this.m_size)
        {
            delete[] m_list;
            m_size=chs.m_size;
            m_list=new T[m_size];
        }
        for (int i = 0; i < m_size; i++)
            {
                this.m_list[i]=chs.m_list[i];
            }
    }
    return *this;
}

template<class T>
//此處引用有兩點：1.不能返回臨時變量，否則引用無值索引；2.此處必須為引用，若為值類型，操作數必須為左值。
T& Array<T>::operator[](int i)
{
    assert(i>=0&&i<m_size);
    //有待測試
    /*T temp=m_list[i];
    return temp;*/
    return m_list[i];
}

template<class T>
Array<T>::operator T*()
{
    return m_list;
}

template<class T>
int Array<T>::getSize() const
{
    return m_size;
}

template<class T>
void Array<T>::resize(int sz)
{
    assert(sz>=0);
    if (sz==m_size)
    {
        return;
    }
    else
    {
        T* Newlist=new T[sz];
        int n=(m_size<sz)?m_size:sz;
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            Newlist[i]=m_list[i];
        }
        delete[] m_list;
        m_list=Newlist;
        m_size=sz;
        delete[] Newlist;
    }
}
#endif

 

           在本次我編寫的Array類模板中，可以看出類模板的本質還是函數模板構成的。同時，在此次編寫類模板的過程中，深刻地體會了C++的三個知識點。

分別是拷貝構造函數的深復制與淺復制，成員函數與非成員函數運算符重載，返回值與返回引用的區別。接下來，將詳細說這三個知識點。

1. 拷貝構造函數的深復制與淺復制：拷貝構造函數，是以對象的引用作為形參，並用const常量約束。若對象為頭指針和線性空間存儲數據的形式，淺復制，則是只復制了頭指針和空間大小，而未真正意義上實現線性空間的數據復制；而深復制，則將被復制對象的線性空間所有的數據依次賦予對象。
2. 成員函數運算符重載和非成員函數運算符重載的區別：成員函數在二目運算符中，只需要一個形參，另外一個為本對象的this指針；而非成員函數在二目運算符中，則需要兩個形參。
3. 返回值與返回引用的區別：返回值，即生成了return變量的拷貝，在使用后，臨時變量就將被銷毀。因此，返回值后不能做左值運算。返回引用，即生成對return變量的別名，可對此變量操作，進行左值運算。但返回引用，返回的不能是臨時變量，必須是類成員變量或局部靜態變量或傳入的引用形參。