目錄
1、array模板類的定義
（1）array模板類的聲明
（2）容器屬性
（3）array模板類的說明
（4）array模板類的頭文件
2、array模板類的使用
（1）Iterators
（2）Capacity
（3）Element access
（4）Modifiers
（5）Compare
（6）Other
3、普通數組、array和vector的簡單比較
本章是對c++ array模板類的知識歸納，講述了c++中array模板類的使用，不涉及原理方面的內容。c++中的數組類型是繼承了c語言的特性，在使用數組的時候要注意數組越界操作問題。為了更安全的對數組進行操作，c++提出了數組模板類array。
1、array模板類的定義
（1）array模板類的聲明
template <class T，size_t N> class array;
數組類是固定大小的序列容器，它們包含以嚴格線性序列排序的特定數量的元素。數組類具有固定大小，並且不通過分配器管理其元素的分配，它們是封裝固定大小元素數組的聚合類型。
（2）容器屬性
序列容器中的元素按嚴格的線性順序排序。各個元素按其順序訪問它們的位置。
元素存儲在連續的存儲器位置，允許對元素進行恆定時間隨機訪問。可以偏移元素的指針以訪問其他元素。
容器使用隱式構造函數和析構函數靜態分配所需的空間。它的大小是編譯時常量。沒有內存或時間開銷。
（3）array模板類的說明
array模板類中T為包含元素的類型（std::array::value_type），N為元素個數。
（4）array模板類頭文件
使用array模板類之前需要包含#include <array>頭文件！
2、array模板類的使用
（1）Iterators
Iterators迭代器的作用是遍歷array數組類中的元素。可以通過begin/end()、rbegin/rend()、cbegin/cend()、crbegin/crend()等函數進行訪問。
| begin | Return iterator to beginning |
| end | Return iterator to end |
| rbegin | Return reverse iterator to reverse beginning |
| rend | Return reverse iterator to reverse end |
| cbegin | Return const_iterator to beginning |
| cend | Return const_iterator to end |
| crbegin | Return const_reverse_iterator to reverse beginning |
| crend | Return const_reverse_iterator to reverse end |
參考代碼如下所示：
/***************************************************** Copyright (C) 2018. All rights reserved. File name ： array.cpp Version ： v1.0 Author ： zhengqijun Date ： 2018-08-10 Function List ： Description ： array container. ******************************************************/ #include <iostream> #include <array>
int main(void) { std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5}; std::cout << "array values: "; for (auto it = arr.begin(); it != arr.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; return 0; }
運行結果如下所示：
array values: 1 2 3 4 5
（2）Capacity
array數組容器的大小是固定的。可以通過sizeof()、size()、max_size()、empty()等函數進行檢測。
| size | Return size |
| max_size | Return maximum size |
| empty | Test whether list is empty |
測試array數組容器大小的參考代碼如下所示：
/***************************************************** Copyright (C) 2018. All rights reserved. File name ： array.cpp Version ： v1.0 Author ： zhengqijun Date ： 2018-08-10 Function List ： Description ： array container. ******************************************************/ #include <iostream> #include <array>
int main(void) { std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5}; std::cout << "sizeof(array) = " << sizeof(arr) << std::endl; std::cout << "size of array = " << arr.size() << std::endl; std::cout << "max_size of array = " << arr.max_size() << std::endl; if (arr.empty()) { std::cout << "array is empty!" << std::endl; } else { std::cout << "array is not empty!" << std::endl; } return 0; }
運行結果如下所示：
sizeof(array) = 20 size of array = 5 max_size of array = 5 array is not empty!
（3）Element access
可以通過下標[ ]、at()、front()、back()、data()等函數訪問array容器內的元素。
| operator[ ] | Access element |
| at | Access element |
| front | Access first element |
| back | Access last element |
| data | Get pointer to first data |
參考代碼如下：
/***************************************************** Copyright (C) 2018. All rights reserved. File name ： array.cpp Version ： v1.0 Author ： zhengqijun Date ： 2018-08-10 Function List ： Description ： array container. ******************************************************/ #include <iostream> #include <array>
int main(void) { std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5}; std::cout << "array[0] = " << arr[0] << std::endl; std::cout << "array.at(4) = " << arr.at(4) << std::endl; std::cout << "array.front() = " << arr.front() << std::endl; std::cout << "array.back() = " << arr.back() << std::endl; std::cout << "&array: " << arr.data() << " = " << &arr << std::endl; return 0; }
運行結果如下所示：
array[0] = 1 array.at(4) = 5 array.front() = 1 array.back() = 5
&array: 0x7ffd22df6e50 = 0x7ffd22df6e50
（4）Modifiers
可以使用fill()、swap()等函數對array容器整體進行操作。
| fill | Fill array with value |
| swap | Swap content |
參考代碼如下所示：
/***************************************************** Copyright (C) 2018. All rights reserved. File name ： array.cpp Version ： v1.0 Author ： zhengqijun Date ： 2018-08-10 Function List ： Description ： array container. ******************************************************/ #include <iostream> #include <array>
int main(void) { std::array<int, 5> arr; arr.fill(5); // fill
std::cout << "array values: "; for (auto i : arr) { std::cout << i << " "; } std::cout << std::endl; std::array<int, 3> first = {1, 2, 3}; std::array<int, 3> second = {6, 5, 4}; std::cout << "first array values: "; for (auto it = first.begin(); it != first.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; std::cout << "second array values: "; for (auto it = second.begin(); it != second.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; first.swap(second); // swap
std::cout << "swap array success!" << std::endl; std::cout << "first array values: "; for (auto it = first.begin(); it != first.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; std::cout << "second array values: "; for (auto it = second.begin(); it != second.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; return 0; }
運行結果如下所示：
array values: 5 5 5 5 5 first array values: 1 2 3 second array values: 6 5 4 swap array success! first array values: 6 5 4 second array values: 1 2 3
（5）Compare
還可以使用> < ==等符號對兩個array數組容器進行比較。
參考代碼如下所示：
/***************************************************** Copyright (C) 2018. All rights reserved. File name ： array.cpp Version ： v1.0 Author ： zhengqijun Date ： 2018-08-10 Function List ： Description ： array container. ******************************************************/ #include <iostream> #include <array>
int main(void) { std::array<int,5> a = {10, 20, 30, 40, 50}; std::array<int,5> b = {10, 20, 30, 40, 50}; std::array<int,5> c = {50, 40, 30, 20, 10}; if (a == b) { std::cout << "a == b" << std::endl; } else { std::cout << "a != b" << std::endl; } if (a == c) { std::cout << "a == c" << std::endl; } else { std::cout << "a != c" << std::endl; } if (a < c) { std::cout << "a < c" << std::endl; } else { std::cout << "a >= c" << std::endl; } return 0; }
運行結果如下所示：
a == b a != c a < c
6）Other
c++重載了get()函數來訪問數組容器中的元素，為了和元組相似，還重載了tuple_size和tuple_element類型。
| get( array) | Get element (tuple interface) |
| tuple_element<array> | Tuple element type for array |
| tuple_size<array> | Tuple size traits for array |
參考代碼如下所示：
/***************************************************** Copyright (C) 2018. All rights reserved. File name ： array.cpp Version ： v1.0 Author ： zhengqijun Date ： 2018-08-10 Function List ： Description ： array container. ******************************************************/ #include <iostream> #include <array> #include <tuple>
int main(void) { std::array<int,3> myarray = {10, 20, 30}; std::tuple<int, int, int> mytuple (10, 20, 30); std::tuple_element<0, decltype(myarray)>::type myelement; // int myelement
myelement = std::get<2>(myarray); std::get<2>(myarray) = std::get<0>(myarray); std::get<0>(myarray) = myelement; std::cout << "first element in myarray: " << std::get<0>(myarray) << std::endl; std::cout << "first element in mytuple: " << std::get<0>(mytuple) << std::endl; return 0; }
運行結果如下所示：
first element in myarray: 30 first element in mytuple: 10
3、普通數組、array和vector的簡單比較
（1）普通數組
typeName arrayName[ayyaySize]; int ragnar[7]; //創建一個包含7個int類型的數組ragnar
創建數組的過程其實是在內存中申請了一個連續的int類型寬度的空間,用下標來代替每個元素的變量名.
賦值的方式
1）初始化數組,一個一個賦值
int ragnar[3]; ragnar[0]=1;
2）初始化數組,並全部賦值
int ragnar[3]={}; //全部賦值為0
int ragnar[3]={1,2,3};//分別賦值
int ragnar[]={1,2,3};//自動識別長度
（2）vector
模板類vector類似於string類,也是一種動態數組.可以在運行階段設置vector對象的長度,可在末尾附加新數據,還可以在中間插入新數據.它是new創建動態數組的替代品.實際上,vector類確實使用new和delete來管理內存,但這種工作是自動完成的.
首先,使用vector對象,必須包含頭文件vector.
其次,vcetor包含在命名空間std中,因此可以使用using編譯命令/using聲明或std::vector
第三,模板使用不同的語法來支出它的存儲的數據類型
第四,vector類使用不同的語法來指定元素數
vector<typeName> vt(nElem) include <vector>
using namespace std;//創建一個0長度的vector
vector<int> vi; vector<double> vd(10); // 創建10個double類型的vector
（3）Array
array也位於名稱空間std中,與數組一樣,array對象的長度也是固定的,也使用棧(靜態內存分配),而不是自由存儲區,因此其效率與數組相同,但更方便,更安全.
array<typeName, nElem> arr; # include <array>
using namespace std; array<int, 5> ai; array<double, 4> ad = {1.1,1.2,1.2,1.3};
比較三者之間的區別
| 數組 | vector | array |
|---|---|---|
| 訪問方式 | 支持標准訪問 | 支持標准訪問 |
| 存儲位置 | 堆 | 棧 |
| 復制 | 逐個復制 |