数组的替代品vector和array

最新推荐文章于 2024-05-12 12:35:14 发布

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本文介绍了C++中的两种数组替代品：vector和array。vector是一种动态数组，能够自动管理内存，适用于大小可变的情况。array则适用于固定长度的数组需求，相比传统数组更加安全且易于使用。

数组的替代品vector和array

1. 模板类vector

模板类vector类似于string类，也是一种动态数组。基本上，它是使用new创建动态数组的替代品。实际上，vector类确实是使用new和delete来管理内存，但这工作是自动完成的。示例：

#include <vector>
...
using namespace std;
vector<int> vi;  // create a zero-size array of int
int n;
cin >> n;
vector<double> vd(n);  // create an array of n doubles

其中，vi是一个vector<int>对象，vd是一个vector<double>对象。
一般而言，下面的声明创建一个名为vt的vector对象，它可以储存n_elem个类型为typeName的元素：

vector<typeName> vt(n_elem);

其中参数n_elem可以是整型常量，也可以是整型变量。

2. 模板类array

vector类的功能比数组强大，但付出的代价是效率较低。如果需要长度固定的数组，使用数组是更佳的选择。有鉴于此，C++11新增了模板类array，它也位于名称空间std中。与数组一样，array对象的长度也是固定的，也使用栈（静态内存分配），而不是自由存储区，因此其效率与数组相同，但更方便，安全。示例：

#include <array>
...
using namespace std;
array<int, 5> ai;  // create array object of 5 ints
array<double, 4> ad = {1.2, 2.1, 3.43, 4.3};

推而广之，下面的声明创建一个名为arr的array对象，它可以储存n_elem个类型为typeName的元素：

array<typeName, n_elem> arr;

与创建vector对象不同的是，n_elem不能是变量。
在C++11中，可将列表初始化用于vector和array对象，但在C++98中，不能对vector对象这样做。

3. 比较数组、vector对象和array对象

// choices.cpp -- array variations
#include <iostream>
#include <vector>
#include <array>
using namespace std;
int main ()
{
    // C, original C++
    double a1[4] = {1.2, 2.4, 3.6, 4.8};
    // C++98 STL
    vector<double> a2(4);  // create vector with 4 elements
    // no simple way to initialize in C98
    a2[0] = 1.0 / 3.0;
    a2[1] = 1.0 / 5.0;
    a2[2] = 1.0 / 7.0;
    a2[3] = 1.0 / 9.0;
    // C++11 -- create and initialize array object
    array<double, 4> a3 = {3.14, 2.72, 1.63, 1.41};
    array<double, 4> a4;
    a4 = a3;  // valid for array objects of same size
    // use array notation
    cout << "a1[2]: " << a1[2] << " at " << &a1[2] << endl;
    cout << "a2[2]: " << a2[2] << " at " << &a2[2] << endl;
    cout << "a3[2]: " << a3[2] << " at " << &a3[2] << endl;
    cout << "a4[2]: " << a4[2] << " at " << &a4[2] << endl;
    //misdeed
    a1[-2] = 20.2;
    cout << "a1[-2]: " << a1[-2] << " at " << &a1[-2] << endl;
    cout << "a3[2]: " << a3[2] << " at " << &a3[2] << endl;
    cout << "a4[2]: " << a4[2] << " at " << &a4[2] << endl;
    return 0;
}

下面是该程序的输出示例：

a1[2]: 3.6 at 0x7ffe05dc07c0
a2[2]: 0.142857 at 0xb87020
a3[2]: 1.63 at 0x7ffe05dc07e0
a4[2]: 1.63 at 0x7ffe05dc0800
a1[-2]: 20.2 at 0x7ffe05dc07a0
a3[2]: 1.63 at 0x7ffe05dc07e0
a4[2]: 1.63 at 0x7ffe05dc0800

程序说明:
首先，注意到无论是数组，vector对象还是array对象，都可以使用标准数组表示法来访问各个元素。其次，从地址可知array对象和数组存储在相同的内存区域（即栈）中，而vector对象存储在另一个区域（自由存储区或堆）中。第三，可以将一个array对象赋给另一个array对象；而对于数组，必须逐个元素复制数据。