CArray的原理（数据的动态处理）

　　CArray

　　需要包含的头文件 <afxtempl.h>

　　CArray类支持与C arrays相似的 数组 ，但是必要时可以 动态压缩 并扩展。 数组 索引从0开始。可以决定是固定数组 上界 还是允许当添加元素时扩展当前的边界。内存对 上界 是连续地分配空间，甚至一些元素可为空。

　　和C arrays一样，CArray索引元素的访问时间是不变的，与 数组 大小无关。

　　提示：

　　在使用一个 数组 之前，使用SetSize建立它的大小和为它分配内存。如果不使用SetSize，则为 数组 添加元素就会引起频繁地重新分配和拷贝。频繁地重新分配和拷贝不但没有效率，而且导致 内存碎片 。

　　如果需要一堆 数组 中的个别数据，必须设置CDumpContext对象的深度为1或更大。

　　此类的某成员函数调用全局帮助函数，它必须为CArray的大多数使用而定制。请参阅宏和全局量部分中的“类收集帮助器”。

　　当从一个CArray对象中移去元素时，帮助函数DestructElements被调用。

　　当添加元素时，帮助函数ConstructElements被调用。

　　 数组 类的派生与列表的派生相似。

　　MFC提供了一套模板库，来实现一些比较常见的 数据结构 如Array,List,Map。CArray即为其中的一个，用来实现 动态数组 的功能。CArray是从CObject派生,有两个模板参数，第一个参数就是CArray类 数组 元素的 变量 类型，后一个是 函数调用 时的参数类型。有一个类 class Object，要定义一个Object的 动态数组 ，那么可以用以下两种方法：

　　CArray<Object,Object> Var1;

　　CArray<Object,Object&> Var2;

　　Var2的效率要高。

　　先了解一下CArray中的 成员变量 及作用。TYPE* m_pData; // 数据保存地址的 指针

　　int m_nSize; // 用户当前定义的 数组 的大小

　　int m_nMaxSize; // 当前实际分配的 数组 的大小

　　int m_nGrowBy; // 分配内存时增长的元素个数

　　 构造函数 ,对 成员变量 进行了初始化。

　　CArray<TYPE, ARG_TYPE>::CArray()

　　{

　　m_pData = NULL;

　　m_nSize = m_nMaxSize = m_nGrowBy = 0;

　　}

　　SetSize成员函数是用来为 数组 分配空间的。SetSize的函数定义如下：

　　void SetSize( int nNewSize, int nGrowBy = -1 );

　　nNewSize 指定 数组 的大小

　　nGrowBy 如果需要增加 数组 大小时增加的元素的个数。

　　对SetSize的代码，进行分析。

　　void CArray<TYPE, ARG_TYPE>::SetSize(int nNewSize, int nGrowBy)

　　{

　　if (nNewSize == 0)

　　{

　　// 第一种情况

　　// 当nNewSize为0时,需要将 数组 置为空,

　　// 如果 数组 本身即为空,则不需做任何处理

　　// 如果 数组 本身已含有数据,则需要清除 数组 元素

　　if (m_pData != NULL)

　　{

　　//DestructElements 函数实现了对 数组 元素 析构函数 的调用

　　//不能使用delete m_pData 因为我们必须要调用 数组 元素的 析构函数

　　DestructElements<TYPE>(m_pData, m_nSize);

　　//现在才能释放内存

　　delete[] (BYTE*)m_pData;

　　m_pData = NULL;

　　}

　　m_nSize = m_nMaxSize = 0;

　　}

　　else if (m_pData == NULL)

　　{

　　// 第二种情况

　　// 当m_pData==NULL时还没有为 数组 分配内存

　　//首先我们要为 数组 分配内存，sizeof(TYPE)可以得到数组元素所需的字节数

　　//使用new  数组 分配了内存。注意，没有调用 构造函数

　　m_pData = (TYPE*) new BYTE[nNewSize * sizeof(TYPE)];

　　//下面的 函数调用 数组元素的 构造函数

　　ConstructElements<TYPE>(m_pData, nNewSize);

　　//记录下当前 数组 元素的个数

　　m_nSize = m_nMaxSize = nNewSize;

　　}

　　else if (nNewSize <= m_nMaxSize)

　　{

　　// 第三种情况

　　// 这种情况需要分配的元素个数比已经实际已经分配的元素个数要少

　　if (nNewSize > m_nSize)

　　{

　　// 需要增加元素的情况

　　// 与第二种情况的处理过程，既然元素空间已经分配，

　　// 只要调用新增元素的 构造函数 就Ok

　　ConstructElements<TYPE>(&m_pData[m_nSize], nNewSize-m_nSize);

　　}

　　else if (m_nSize > nNewSize)

　　{

　　// 现在是元素减少的情况，我们是否要重新分配内存呢?

　　// No,这种做法不好，后面来讨论。

　　// 下面代码释放多余的元素,不是释放内存，只是调用 析构函数

　　DestructElements<TYPE>(&m_pData[nNewSize], m_nSize-nNewSize);

　　}

　　m_nSize = nNewSize;

　　}

　　else

　　{

　　//这是最糟糕的情况，因为需要的元素大于m_nMaxSize，

　　// 意味着需要重新分配内存才能解决问题

　　// 计算需要分配的 数组 元素的个数

　　int nNewMax;

　　if (nNewSize < m_nMaxSize + nGrowBy)

　　nNewMax = m_nMaxSize + nGrowBy;

　　else

　　nNewMax = nNewSize;

　　// 重新分配一块内存

　　TYPE* pNewData = (TYPE*) new BYTE[nNewMax * sizeof(TYPE)];

　　//实现将已有的数据复制到新的的内存空间

　　memcpy(pNewData, m_pData, m_nSize * sizeof(TYPE));

　　// 对新增的元素调用 构造函数

　　ConstructElements<TYPE>(&pNewData[m_nSize], nNewSize-m_nSize);

　　//释放内存

　　delete[] (BYTE*)m_pData;

　　//将数据保存

　　m_pData = pNewData;

　　m_nSize = nNewSize;

　　m_nMaxSize = nNewMax;

　　}

　　}

　　下面是ConstructElements函数的实现代码template<class TYPE>

　　AFX_INLINE void AFXAPI ConstructElements(TYPE* pElements, int nCount)

　　{

　　// first do bit-wise zero initialization

　　memset((void*)pElements, 0, nCount * sizeof(TYPE));

　　for (; nCount--; pElements++)

　　::new((void*)pElements) TYPE;

　　}

　　ConstructElements是一个模板函数。对 构造函数 的调用是通过标为黑体的代码实现的。可能很多人不熟悉new 的这种用法，它可以实现指定的内存空间中构造类的实例，不会再分配新的内存空间。类的实例产生在已经分配的内存中，并且new操作会调用对象的 构造函数 。因为vc中没有办法直接调用 构造函数 ，而通过这种方法，巧妙的实现对构造函数的调用。

　　再来看DestructElements 函数的代码template<class TYPE>

　　AFX_INLINE void AFXAPI DestructElements(TYPE* pElements, int nCount)

　　{

　　for (; nCount--; pElements++)

　　pElements->~TYPE();

　　}

　　DestructElements函数同样是一个模板函数，实现很简单，直接调用类的 析构函数 即可。

　　如果定义一个CArray对象 CArray<Object,Object&> myObject ，对myObject就可象 数组 一样，通过下标来访问指定的数组元素。

　　CArray[]有两种实现，区别在于返回值不同。

　　template<class TYPE, class ARG_TYPE>

　　AFX_INLINE TYPE CArray<TYPE, ARG_TYPE>::operator[](int nIndex) const

　　{ return GetAt(nIndex); }

　　template<class TYPE, class ARG_TYPE>

　　AFX_INLINE TYPE& CArray<TYPE, ARG_TYPE>::operator[](int nIndex)

　　{ return ElementAt(nIndex); }

　　前一种情况是返回的对象的实例，后一种情况是返回对象的引用。分别调用不同的成员函数来实现。

　　TYPE GetAt(int nIndex) const

　　{ ASSERT(nIndex >= 0 && nIndex < m_nSize);

　　return m_pData[nIndex]; }

　　TYPE& ElementAt(int nIndex)

　　{ ASSERT(nIndex >= 0 && nIndex < m_nSize);

　　return m_pData[nIndex]; }

　　除了返回值不同，其它都一样.

　　CArray<int,int&> arrInt;

　　arrInt.SetSize(10);

　　int n = arrInt.GetAt(0);

　　int& l = arrInt.ElementAt(0);

　　cout << arrInt[0] <<endl;

　　n = 10;

　　cout << arrInt[0] <<endl;

　　l = 20;

　　count << arrInt[0] << endl;

　　结果会发现，n的变化不会影响到 数组 ，而l的变化会改变数组元素的值。实际即是对C++中引用运算符的运用。

　　CArray下标访问是非安全的，它并没有超标预警功能。虽然使用ASSERT提示，但下标超范围时没有进行处理，会引起非法内存访问的错误。

　　Add函数的作用是向 数组 添加一个元素。下面是它的定义： int CArray<TYPE, ARG_TYPE>::Add(ARG_TYPE newElement).Add函数使用的参数是模板参数的二个参数，也就是说，这个参数的类型是我们来决定的，可以使用Object或Object&的方式。熟悉C++的朋友都知道，传引用的效率要高一些。如果是传值的话，会在 堆栈 中再产生一个新的对象，需要花费更多的时间。

　　template<class TYPE, class ARG_TYPE>

　　AFX_INLINE int CArray<TYPE, ARG_TYPE>::Add(ARG_TYPE newElement)

　　{

　　int nIndex = m_nSize;

　　SetAtGrow(nIndex, newElement);

　　return nIndex;

　　}

　　它实际是通过SetAtGrow函数来完成这个功能的，它的作用是设置指定元素的值。

　　template<class TYPE, class ARG_TYPE>

　　void CArray<TYPE, ARG_TYPE>::SetAtGrow(int nIndex, ARG_TYPE newElement)

　　{

　　if (nIndex >= m_nSize)

　　SetSize(nIndex+1, -1);

　　m_pData[nIndex] = newElement;

　　}

　　SetAtGrow的实现也很简单，如果指定的元素已经存在，就把改变指定元素的值。如果指定的元素不存在，也就是 nIndex>=m_nSize的情况，就调用SetSize来调整 数组 的大小

　　首先定义

　　CArray<char *> arryPChar;

　　这里以定义char*的为例子。

　　接下来我们来熟悉CArray这个类里的函数。

　　INT_PTR GetCount() const;

　　获得当前这个 数组 有多少个元素。

　　void SetSize(INT_PTR nNewSize, INT_PTR nGrowBy = -1);

　　设置 数组 的大小。

　　TYPE& GetAt(INT_PTR nIndex);

　　void SetAt(INT_PTR nIndex, ARG_TYPE newElement);

　　获得/设置序列的元素

　　INT_PTR Add(ARG_TYPE newElement);

　　在 数组 的末尾添加一个元素，数组的长度加1。如果之前使用SetSize是nGrowBy大于1，则内存按照nGrowBy增加。函数返回newElement的 数组 元素索引

　　void RemoveAt(INT_PTR nIndex, INT_PTR nCount = 1);

　　从指定的nIndex位置开始，删除nCount个 数组 元素，所有元素自动下移，并且减少数组的上限，但是不释放内存。这里我们自己手动的申请的就必须自己释放。new对应delete相信大家都知道的。

　　void RemoveAll();

　　从 数组 中移除素有的元素，如果数组为空，该行数也起作用。

　　INT_PTR Append(const CArray& src);

　　将同个类型的一个 数组 A附加到本数组的尾部，返回A第一数组元素在本数组的索引。

　　void InsertAt(INT_PTR nIndex, ARG_TYPE newElement, INT_PTR nCount = 1);

　　void InsertAt(INT_PTR nStartIndex, CArray* pNewArray);

　　在指定的nIndex或者nStartIndex位置插入nCount个newElement 数组 元素或者pNewArray数组

　　下面是我应用的实例：

　　view plaincopy to clipboardprint?

　　CArray <char*>arrPChar;

　　//初始化元素

　　arrPChar.SetSize(10);

　　for (int i=0;i<10;i++)

　　{

　　char *aChar=new char[10];

　　strcpy_s(aChar,10,"hello arr");

　　arrPChar.SetAt(i,aChar);

　　}

　　//在 数组 的末尾插入一个元素

　　char *bChar = new char[10];

　　strcpy_s(bChar,10,"asdfefdsd");

　　arrPChar.Add(bChar);

　　//在索引2的位置插入一个元素，即在第三位插入一个元素

　　char *cChar=new char[5];

　　strcpy_s(cChar,5,"aidy");

　　arrPChar.InsertAt(2,cChar);

　　for (int j=0;j<arrPChar.GetCount();j++)

　　{

　　TRACE("%d,%s\n",j,arrPChar.GetAt(j));

　　}

　　//删除 数组 里的所有元素，要释放内存，如果单单Remove的话则内存不会被释放

　　//这里因为使用RemoveAll的话内存无法被释放，所以没有给实例。

　　int count = arrPChar.GetCount();

　　for (int k=0; k<count; k++)

　　{

　　char *dChar=arrPChar.GetAt(0);

　　arrPChar.RemoveAt(0);

　　delete dChar;

　　}