C++容器 array

C++ 容器

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 2021/05/15   Share

C++容器 array

C++ 11 中将数组抽象成了一个模板类array。

array 位于名称空间 std 中，与数组一样， array 的长度是固定的，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，更安全。

零大小的数组是有效的，不应取消引用（成员 front() ， back() 和 data() ）。

与标准库中的其他容器不同，交换两个数组容器是一种线性操作，涉及单独交换范围内的所有元素，这通常效率较低。另一方面，这允许迭代器访问两个容器中的元素，以保持其原始容器关联。

数组容器的另一个独特功能是可以将它们视为元组对象。

模板参数（Template parameters）

1	template <class _Ty, size_t _Size>// _Ty是所含元素的类型，_Size是数组的大小，以元素数表示。

成员类型（Member types）

using value_type      = _Ty;
using size_type       = size_t;
using difference_type = ptrdiff_t;
using pointer         = _Ty*;
using const_pointer   = const _Ty*;
using reference       = _Ty&;
using const_reference = const _Ty&;

using iterator               = _Array_iterator<_Ty, _Size>;
using const_iterator         = _Array_const_iterator<_Ty, _Size>;
using reverse_iterator       = _STD reverse_iterator<iterator>;
using const_reverse_iterator = _STD reverse_iterator<const_iterator>;

成员函数（Member functions）

函数名	函数功能
begin	返回第一个元素的 iterator
end	返回最后一个元素的下一个元素的 iterator
rbegin	返回反向迭代器反向开始的 iterator
rend	返回反向迭代器返回到反向端点的 iterator
cbegin	返回第一个元素的 const_iterator
cend	返回最后一个元素的下一个元素的 const_iterator
crbegin	返回反向迭代器反向开始的 const_iterator
crend	返回反向迭代器返回到反向端点的 const_iterator
size	返回大小
max_size	返回最大大小
empty	测试数组是否为空
operator[]	访问元素
at	访问元素
front	访问第一个元素
back	访问最后一个元素
data	获取指向数据的指针
fill	用值填充数组
swap	交换内容
get	获取元素（元组接口）

示例：

#include <array>
#include <iostream>
using namespace std;
const int SIZE = 100;
int main() {
	//初始化，第一个参数填数据类型，第二个参数填数据个数
	array<int, 0> a;
	array<int, SIZE> b;
	//初始化并赋值
	array<int, SIZE> c{ 1,2,3 };
	//赋值
	for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
		b[i] = rand();
	}
	//输出前10个
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		cout << "array的第 " << i << " 个元素：" << b[i] << " " << endl;
	}
	cout << endl;
	//8种迭代器
	auto begin = b.begin();		//返回第一个元素的iterator
	auto end = b.end();			//返回最后一个元素的下一个元素的iterator
	auto rbegin = b.rbegin();	//返回最后一个元素的iterator
	auto rend = b.rend();		//返回第一个元素的前一个元素的iterator
	auto cbegin = b.cbegin();	//返回const_iterator，该const_iterator指向第一个元素
	auto cend = b.cend();		//返回const_iterator，该iconst_iterator指向最后一个元素的下一个元素
	auto crbegin = b.crbegin(); //返回const_iterator，该const_iterator指向最后一个元素
	auto crend = b.crend();		//返回const_iterator，该const_iterator指向第一个元素的前一个元素
	
	//函数
	cout << "array.size()     = " << b.size() << endl;
	cout << "array.max_size() = " << b.max_size() << endl;
	cout << "array.empty()	  = " << b.empty() << endl;
	cout << "array.at(0)      = " << b.at(0) << endl;
	cout << "array.front()    = " << b.front() << endl;
	cout << "array.back()     = " << b.back() << endl;
	cout << "array.data()     = " << b.data() << endl;
	//可以像tuple一样使用get
	cout << "array[0]         =" << get<0>(b) << endl;
	cout << "array[1]         =" << get<1>(b) << endl;
	b.swap(c);
	cout << endl << "array.swap()" << endl;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		cout << "array的第 " << i << " 个元素：" << b[i] << " " << endl;
	}
	b.fill(6);
	cout << endl << "array.fill()" << endl;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		cout << "array的第 " << i << " 个元素：" << b[i] << " " << endl;
	}

	return 0;
}

输出：

array的第 0 个元素：41
array的第 1 个元素：18467
array的第 2 个元素：6334
array的第 3 个元素：26500
array的第 4 个元素：19169
array的第 5 个元素：15724
array的第 6 个元素：11478
array的第 7 个元素：29358
array的第 8 个元素：26962
array的第 9 个元素：24464

array.size()     = 100
array.max_size() = 100
array.empty()    = 0
array.at(0)      = 41
array.front()    = 41
array.back()     = 24464
array.data()     = 003EF6AC
array[0]         =41
array[1]         =18467

array.swap(c)
array的第 0 个元素：1
array的第 1 个元素：2
array的第 2 个元素：3
array的第 3 个元素：0
array的第 4 个元素：0
array的第 5 个元素：0
array的第 6 个元素：0
array的第 7 个元素：0
array的第 8 个元素：0
array的第 9 个元素：0

array.fill(6)
array的第 0 个元素：6
array的第 1 个元素：6
array的第 2 个元素：6
array的第 3 个元素：6
array的第 4 个元素：6
array的第 5 个元素：6
array的第 6 个元素：6
array的第 7 个元素：6
array的第 8 个元素：6
array的第 9 个元素：6

操作符重载（Operators overloading）

template <class _Ty, size_t _Size>
_NODISCARD bool operator==(const array<_Ty, _Size>& _Left, const array<_Ty, _Size>& _Right) {
    return _STD equal(_Left.begin(), _Left.end(), _Right.begin());
}

template <class _Ty, size_t _Size>
_NODISCARD bool operator!=(const array<_Ty, _Size>& _Left, const array<_Ty, _Size>& _Right) {
    return !(_Left == _Right);
}

template <class _Ty, size_t _Size>
_NODISCARD bool operator<(const array<_Ty, _Size>& _Left, const array<_Ty, _Size>& _Right) {
    return _STD lexicographical_compare(_Left.begin(), _Left.end(), _Right.begin(), _Right.end());
}

template <class _Ty, size_t _Size>
_NODISCARD bool operator>(const array<_Ty, _Size>& _Left, const array<_Ty, _Size>& _Right) {
    return _Right < _Left;
}

template <class _Ty, size_t _Size>
_NODISCARD bool operator<=(const array<_Ty, _Size>& _Left, const array<_Ty, _Size>& _Right) {
    return !(_Right < _Left);
}

template <class _Ty, size_t _Size>
_NODISCARD bool operator>=(const array<_Ty, _Size>& _Left, const array<_Ty, _Size>& _Right) {
    return !(_Left < _Right);
}

从上述原码可以看出：

operation	equivalent operation
left != right	!(left == right)
left > right	right< left
left <= right	!(right< left)
left >= right	!(left < right)

示例：

#include <array>
#include <iostream>
int main()
{
    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 and b are equal\n";
    if (b != c) std::cout << "b and c are not equal\n";
    if (b < c) std::cout << "b is less than c\n";
    if (c > b) std::cout << "c is greater than b\n";
    if (a <= b) std::cout << "a is less than or equal to b\n";
    if (a >= b) std::cout << "a is greater than or equal to b\n";

    return 0;
}

输出：

a and b are equal
b and c are not equal
b is less than c
c is greater than b
a is less than or equal to b
a is greater than or equal to b

原文作者：F_JustWei

原文链接：http://139.196.79.90/2021/05/15/C-%E5%AE%B9%E5%99%A8-array/

发表日期：May 15th 2021, 12:48:57 pm

更新日期：June 18th 2021, 4:09:00 pm

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1.0.4. 操作符重载（Operators overloading）
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2. 1.0.4.0.2. 输出：

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