C++模板——变长度数组

C++模板——变长度数组


一、普通类实现变长数组

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;

class Vector
{
private:
    // 数组长度
    int len;
    // 数组元素
    int* items;
public:
    Vector(int _len) : len(_len)
    {
        items = new int[len];
    }
    ~Vector()
    {
        delete[] items; items = nullptr;
    }
    // 扩展数组长度
    void resize(int new_len)
    {
        // 扩展后的长度不如原长度长,直接返回 
        if (new_len <= len) return; 
        int* tmp = new int[new_len];
        // 将原数组的元素复制到新数组中
        for (int i = 0; i < len; i++) tmp[i] = items[i];
        // 释放原数组的内存空间
        delete[] items;
        // 将新数组指针复制到原数组上
        items = tmp;
        len = new_len;
    }
    int size()
    {
        return len;
    }
    // 重载下标运算符
    int& operator[] (int index)
    {
        // 如果我们操作的下标已经超过了数组的长度,我们自动扩展数组的长度
        if (index >= len) resize(index + 1);
        return items[index];
    }
    const int& operator[] (int index) const
    {
        return items[index];
    }
};

int main()
{
    Vector list(3);
    for (int i = 0; i < 10; i++) list[i] = i;
    for (int i = 0; i < 10; i++) cout << list[i] << ' ';
    cout << endl;
    cout << list.size() << endl;
    return 0;
    // 调试输出
    // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    // 10
}

二、模板类

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <string>
using namespace std;

template <class T>
class Vector
{
private:
    // 数组长度
    int len;
    // 数组元素
    T* items;
public:
    Vector(int _len) : len(_len)
    {
        items = new T[len];
    }
    ~Vector()
    {
        delete[] items; items = nullptr;
    }
    // 扩展数组长度
    void resize(int new_len)
    {
        // 扩展后的长度不如原长度长,直接返回 
        if (new_len <= len) return; 
        T* tmp = new T[new_len];
        // 将原数组的元素复制到新数组中
        for (int i = 0; i < len; i++) tmp[i] = items[i];
        // 释放原数组的内存空间
        delete[] items;
        // 将新数组指针复制到原数组上
        items = tmp;
        len = new_len;
    }
    int size()
    {
        return len;
    }
    // 重载下标运算符
    T& operator[] (int index)
    {
        // 如果我们操作的下标已经超过了数组的长度,我们自动扩展数组的长度
        if (index >= len) resize(index + 1);
        return items[index];
    }
    const T& operator[] (int index) const
    {
        return items[index];
    }
};

int main()
{
    Vector<string> list(3);
    for (int i = 0; i < 5; i++) list[i] = to_string(i + 25);
    for (int i = 0; i < 5; i++) cout << list[i] << ' ';
    cout << endl;
    cout << list.size() << endl;
    return 0;
}

### C++ 中获取数组长度的方法 在 C++ 编程中,有多种方法可以用来获取数组长度。以下是几种常见的实现方式: #### 使用 `sizeof` 运算符计算数组长度 通过组合使用 `sizeof` 运算符来计算整个数组占用的空间大小除以单个元素所占空间大小的方式,可以直接得到数组长度。这种方法适用于局部定义的固定大小数组。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main() { int a[] = {1, 2, 3, 4}; int len = sizeof(a) / sizeof(a[0]); cout << "长度为:" << len << endl; return 0; } ``` 上述代码展示了如何利用 `sizeof` 来获得数组长度[^1]。 #### 宏定义简化操作 为了减少重复编码并提高可读性和维护性,可以通过宏定义创建一个通用工具用于快速求取不同类型的静态数组长度。 ```cpp #define Array_size(array) (sizeof(array)/sizeof((array)[0])) int main(){ double dArr[]={1.1 ,2.2 ,3.3 }; cout<<"Double 数组长度:"<<Array_size(dArr)<<endl; return 0 ; } ``` 这里展示了一个更简洁版本的宏定义形式,它能够处理任意数据类型的简单一维数组,并返回其有效元素数量[^2]。 #### 利用模板函数增强灵活性 当面对更加复杂的场景比如动态分配或者多维度情况时,考虑采用泛型编程技术——即编写支持不同类型参数输入的功能模块化解决方案就显得尤为重要了。下面给出了一种基于模板机制下的解决思路: ```cpp template<class T> inline size_t getLength(const T (&arr)[N]){ return N ; } // 或者另一种写法 template<typename T, size_t N> constexpr auto array_length(T(&)[N]) -> decltype(N){ return N; } ``` 这两种不同的风格均实现了相同的目标功能,区别仅在于语法表达上略有差异而已;值得注意的是后者还额外加入了编译期恒定表达式的特性支持以便进一步优化性能表现[^3]。 ### 注意事项 需要注意的一点是,在传递给函数作为实参之后再试图调用这些技巧去测量原生指针指向区域内的实际对象数目将会失败,因为此时已经丢失掉了关于原始存储结构的相关元信息(如总字节数),所以只能针对那些未经历任何形式转换之前保持完好的本地声明量才适用以上提到的各种手段之一来进行探测工作。
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