C++ 手把手教你实现可变长的数组实现
01实现自定义的可变长数组类型
假设我们要实现一个会自动扩展的数组,要实现什么函数呢?先从下面的main函数给出的实现,看看有什么函数是需要我们实现的。
intmain() { MyArraya;//初始化的数组是空的 for(inti=0;i<5;++i) a.push_back(i);//push_back是成员函数 MyArraya2,a3; a2=a;//重载赋值运算符函数 //由于上一句a2=a语句,所以a.length()实际上就是a2.length() for(inti=0;i输出结果:
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要实现的方式,要做哪些事情呢?我先列一下:
- 要用动态分配的内存来存放数组元素,需要一个指针成员变量
- 重载赋值=运算符
- 重载[]运算符
- 重载复制构造函数
- 实现push_back和length()函数
02MyArray类的实现步骤
要实现一个可变长数组类的,基本需要实现下面的7个函数:
classMyArray//可变长数组类 { public: //1.构造函数,s代表数组元素的个数 MyArray(ints=0); //2.复制构造函数 MyArray(MyArray&a); //3.析构函数 ~MyArray(); //4.重载赋值=运算符函数,用于数组对象间的赋值 MyArray&operator=(constMyArray&a); //5.重载[]运算符函数,用于获取数组下标对于的值 int&operator[](inti); //6.加入一个元素到数组的末尾 voidpush_back(intv); //7.获取数组的长度 intlength(); private: intm_size;//数组元素的个数 int*m_ptr;//指向动态分配的数组 };1.构造函数
构造函数的目的就是初始化一个数组,代码如下:
//构造函数 MyArray::MyArray(ints=0):m_size(s) { //当初始化长度为0的数组时,数组指针就是空的 if(s==0) m_ptr=NULL; //当初始化长度不为0时,则申请对应大小的空间 else m_ptr=newint[s]; }2.复制构造函数
复制构造函数目的就是产生一个与入参对象一样的对象,但是由于MyArray类是有指针成员变量的,所以我们必须才用深拷贝的方式来实现复制构造函数,如果使用默认的复制构造函数,则会导致两个对象的指针成员变量指向的地址是同一个,这是非常危险的。
//复制构造函数 MyArray::MyArray(constMyArray&a) { //如果入参的数组对象的指针地址为空时,则也初始化一个空的数组 if(a.m_ptr==NULL) { m_ptr=NULL; m_size=0; } //如果入参的数组对象有数据时,则申请一个新的地址,最后来复制入参对象数组对象的数据和大小。 else { m_ptr=newint[a.m_size]; memcpy(m_ptr,a.m_ptr,sizeof(int)*a.m_size); m_size=a.m_size; } }3.析构函数
析构函数的目的就是释放数组的资源
//析构函数 MyArray::~MyArray() { //如果指针地址不为空时,则释放资源 if(m_ptr) delete[]m_ptr; }4.重载赋值=运算符函数
重载赋值=运算符函数目的就使=号左边对象里存放的数组,大小和内容都和右边的对象一样
//重载赋值=运算符函数 MyArray&MyArray::operator=(constMyArray&a) { if(m_ptr==a.m_ptr)//防止a=a这样的赋值导致出错 return*this; if(a.m_ptr==NULL)//如果a里面的数组是空的 { if(m_ptr) delete[]m_ptr;//释放旧数组的资源 m_ptr=NULL; m_size=0; return*this; } if(m_size5.重载[]运算符函数
重载[]运算符函数目的就是能通过[]运算符来获取对应下标的数组值
//重载[]运算符函数 int&MyArray::operator[](inti) { returnm_ptr[i];//返回对应下标的数组值 }6.加入元素到数组末尾的函数
push_back函数的目的就是把一个新的元素,加入到数组的末尾
//在数组尾部添加一个元素 voidMyArray::push_back(intv) { if(m_ptr)//如果数组不为空 { int*tmpPtr=newint[m_size+1];//重新分配空间 memcpy(tmpPtr,m_ptr,sizeof(int)*m_size);//拷贝原数组内容 delect[]m_ptr; m_ptr=tmpPtr; } else//如果数组本来就是空的 { m_ptr=newint[1]; } m_ptr[m_size++]=v;//加入新的数组元素 }7.获取数组长度的函数
length()函数就比较简单了,直接返回成员变量m_size,就是数组的长度了
//获取数组长度的函数 intMyArray:;length() { returnm_size; }03小结
可变长数组类型实现的整体代码,如下:
classMyArray { public: //1.构造函数,s代表数组元素的个数 MyArray(ints=0):m_size(s) { if(s==0) m_ptr=NULL; else m_ptr=newint[s]; } //2.复制构造函数 MyArray(constMyArray&a) { if(a.m_ptr==NULL) { m_ptr=NULL; m_size=0; } else { m_ptr=newint[a.m_size]; memcpy(m_ptr,a.m_ptr,sizeof(int)*a.m_size);//拷贝原数组内容 m_size=a.m_size; } } //3.拷贝构造函数 ~MyArray() { if(m_ptr) delete[]m_ptr; } //4.重载赋值=运算符函数 MyArray&operator=(constMyArray&a) { if(m_ptr==a.m_ptr) return*this; if(a.m_ptr==NULL) { if(m_ptr) delete[]m_ptr; m_ptr=NULL; m_size=0; return*this; } if(m_size实际上本次的可变长的数组类还缺少一下函数,比如:删除某个元素的函数、清空数组的函数等等,这些可以留给大家思考。
还有就是push_back函数还有优化的空间,当前的push_back函数每加入一个元素都会重新分配新的内存,这是会增大开销的,那么优化的思路:
提前分配好一个n大小的空间,当数组大小不够的时候,则才继续重新分配2n大小的空间,以此类推。
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