c++ array模板类使用

　　本章是对c++ array模板类的知识归纳，讲述了c++中array模板类的使用，不涉及原理方面的内容。c++中的数组类型是继承了c语言的特性，在使用数组的时候要注意数组越界操作问题。为了更安全的对数组进行操作，c++提出了数组模板类array。

1、array模板类的定义

　　（1）array模板类的声明

template <class T，size_t N> class array;

　　　　数组类是固定大小的序列容器，它们包含以严格线性序列排序的特定数量的元素。数组类具有固定大小，并且不通过分配器管理其元素的分配，它们是封装固定大小元素数组的聚合类型。

　　（2）容器属性

　　　　序列容器中的元素按严格的线性顺序排序。各个元素按其顺序访问它们的位置。

　　　　元素存储在连续的存储器位置，允许对元素进行恒定时间随机访问。可以偏移元素的指针以访问其他元素。

　　　　容器使用隐式构造函数和析构函数静态分配所需的空间。它的大小是编译时常量。没有内存或时间开销。

　　（3）array模板类的说明

　　　　array模板类中T为包含元素的类型（std::array::value_type），N为元素个数。

　　（4）array模板类头文件

　　　　使用array模板类之前需要包含#include <array>头文件！

2、array模板类的使用

　　（1）Iterators

　　　　　　Iterators迭代器的作用是遍历array数组类中的元素。可以通过begin/end()、rbegin/rend()、cbegin/cend()、crbegin/crend()等函数进行访问。

begin	Return iterator to beginning
end	Return iterator to end
rbegin	Return reverse iterator to reverse beginning
rend	Return reverse iterator to reverse end
cbegin	Return const_iterator to beginning
cend	Return const_iterator to end
crbegin	Return const_reverse_iterator to reverse beginning
crend	Return const_reverse_iterator to reverse end

　　参考代码如下所示：

/*****************************************************
Copyright (C) 2018. All rights reserved.
File name     ： array.cpp
Version       ： v1.0
Author        ： zhengqijun
Date          ： 2018-08-10
Function List ：
Description   ： array container.
******************************************************/
 
#include <iostream>
#include <array>
 
int main(void) {
    std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};
 
    std::cout << "array values: ";
    for (auto it = arr.begin(); it != arr.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
 
    return 0;
}

　　运行结果如下所示：

array values: 1 2 3 4 5

　　（2）Capacity

　　　　array数组容器的大小是固定的。可以通过sizeof()、size()、max_size()、empty()等函数进行检测。

size	Return size
max_size	Return maximum size
empty	Test whether list is empty

　　测试array数组容器大小的参考代码如下所示：

/*****************************************************
Copyright (C) 2018. All rights reserved.
File name     ： array.cpp
Version       ： v1.0
Author        ： zhengqijun
Date          ： 2018-08-10
Function List ：
Description   ： array container.
******************************************************/
 
#include <iostream>
#include <array>
 
int main(void) {
    std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};
 
    std::cout << "sizeof(array) = " << sizeof(arr) << std::endl;
    std::cout << "size of array = " << arr.size() << std::endl;
    std::cout << "max_size of array = " << arr.max_size() << std::endl;
 
    if (arr.empty()) {
        std::cout << "array is empty!" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "array is not empty!" << std::endl;
    }
 
    return 0;
}

　　运行结果如下所示：

sizeof(array) = 20
size of array = 5
max_size of array = 5
array is not empty!

　　（3）Element access

　　　　可以通过下标[ ]、at()、front()、back()、data()等函数访问array容器内的元素。

operator[ ]	Access element
at	Access element
front	Access first element
back	Access last element
data	Get pointer to first data

　　参考代码如下：

/*****************************************************
Copyright (C) 2018. All rights reserved.
File name     ： array.cpp
Version       ： v1.0
Author        ： zhengqijun
Date          ： 2018-08-10
Function List ：
Description   ： array container.
******************************************************/
 
#include <iostream>
#include <array>
 
int main(void) {
    std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};
 
    std::cout << "array[0] = " << arr[0] << std::endl;
    std::cout << "array.at(4) = " << arr.at(4) << std::endl;
    std::cout << "array.front() = " << arr.front() << std::endl;
    std::cout << "array.back() = " << arr.back() << std::endl;
    std::cout << "&array: " << arr.data() << " = " << &arr << std::endl;
 
    return 0;
}

　　运行结果如下所示：

array[0] = 1
array.at(4) = 5
array.front() = 1
array.back() = 5
&array: 0x7ffd22df6e50 = 0x7ffd22df6e50

　　（4）Modifiers

　　　　可以使用fill()、swap()等函数对array容器整体进行操作。

fill	Fill array with value
swap	Swap content

　　参考代码如下所示：

/*****************************************************
Copyright (C) 2018. All rights reserved.
File name     ： array.cpp
Version       ： v1.0
Author        ： zhengqijun
Date          ： 2018-08-10
Function List ：
Description   ： array container.
******************************************************/
 
#include <iostream>
#include <array>
 
int main(void) {
    std::array<int, 5> arr;
 
    arr.fill(5);  // fill
 
    std::cout << "array values: ";
    for (auto i : arr) {
        std::cout << i << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
 
    std::array<int, 3> first = {1, 2, 3};
    std::array<int, 3> second = {6, 5, 4};
 
    std::cout << "first  array values: ";
    for (auto it = first.begin(); it != first.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
 
    std::cout << "second array values: ";
    for (auto it = second.begin(); it != second.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
 
    first.swap(second);  // swap
 
    std::cout << "swap array success!" << std::endl;
 
    std::cout << "first  array values: ";
    for (auto it = first.begin(); it != first.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
 
    std::cout << "second array values: ";
    for (auto it = second.begin(); it != second.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
 
    return 0;
}

　　运行结果如下所示：

array values: 5 5 5 5 5 
first  array values: 1 2 3 
second array values: 6 5 4 
swap array success!
first  array values: 6 5 4 
second array values: 1 2 3

　　（5）Compare

　　　　还可以使用> < ==等符号对两个array数组容器进行比较。

　　参考代码如下所示：

/*****************************************************
Copyright (C) 2018. All rights reserved.
File name     ： array.cpp
Version       ： v1.0
Author        ： zhengqijun
Date          ： 2018-08-10
Function List ：
Description   ： array container.
******************************************************/
 
#include <iostream>
#include <array>
 
int main(void) {
    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 == b" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "a != b" << std::endl;
    }
 
    if (a == c) {
        std::cout << "a == c" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "a != c" << std::endl;
    }
 
    if (a < c) {
        std::cout << "a < c" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "a >= c" << std::endl;
    }
 
    return 0;
}

　　运行结果如下所示：

a == b
a != c
a < c

　　6）Other

　　　　c++重载了get()函数来访问数组容器中的元素，为了和元组相似，还重载了tuple_size和tuple_element类型。

get( array)	Get element (tuple interface)
tuple_element<array>	Tuple element type for array
tuple_size<array>	Tuple size traits for array

　　参考代码如下所示：

/*****************************************************
Copyright (C) 2018. All rights reserved.
File name     ： array.cpp
Version       ： v1.0
Author        ： zhengqijun
Date          ： 2018-08-10
Function List ：
Description   ： array container.
******************************************************/
 
#include <iostream>
#include <array>
#include <tuple>
 
int main(void) {
    std::array<int,3> myarray = {10, 20, 30};
    std::tuple<int, int, int> mytuple (10, 20, 30);
 
    std::tuple_element<0, decltype(myarray)>::type myelement;  // int myelement
 
    myelement = std::get<2>(myarray);
    std::get<2>(myarray) = std::get<0>(myarray);
    std::get<0>(myarray) = myelement;
 
    std::cout << "first element in myarray: " << std::get<0>(myarray) << std::endl;
    std::cout << "first element in mytuple: " << std::get<0>(mytuple) << std::endl;
 
    return 0;
}

　　运行结果如下所示：

first element in myarray: 30
first element in mytuple: 10

3、普通数组、array和vector的简单比较

　　（1）普通数组

typeName arrayName[ayyaySize];
int ragnar[7];  //创建一个包含7个int类型的数组ragnar

　　创建数组的过程其实是在内存中申请了一个连续的int类型宽度的空间,用下标来代替每个元素的变量名.

　　赋值的方式
　　　　1）初始化数组,一个一个赋值

int ragnar[3];
ragnar[0]=1;

　　　　2）初始化数组,并全部赋值

int ragnar[3]={}; //全部赋值为0
int ragnar[3]={1,2,3};//分别赋值
int ragnar[]={1,2,3};//自动识别长度

　　（2）vector

　　　　模板类vector类似于string类,也是一种动态数组.可以在运行阶段设置vector对象的长度,可在末尾附加新数据,还可以在中间插入新数据.它是new创建动态数组的替代品.实际上,vector类确实使用new和delete来管理内存,但这种工作是自动完成的.
　　　　首先,使用vector对象,必须包含头文件vector.
　　　　其次,vcetor包含在命名空间std中,因此可以使用using编译命令/using声明或std::vector
　　　　第三,模板使用不同的语法来支出它的存储的数据类型
　　　　第四,vector类使用不同的语法来指定元素数

vector<typeName> vt(nElem)

include <vector>
using namespace std;//创建一个0长度的vector
vector<int> vi;
vector<double> vd(10); // 创建10个double类型的vector

　　（3）Array

　　　　array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,更安全.

array<typeName, nElem> arr;

# include <array>
using namespace std;
array<int, 5> ai;
array<double, 4> ad = {1.1,1.2,1.2,1.3};

比较三者之间的区别

数组	vector	array
访问方式	支持标准访问	支持标准访问
存储位置	堆	栈
复制	逐个复制

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c++ array模板类使用

目录

1、array模板类的定义

（1）array模板类的声明

（2）容器属性

（3）array模板类的说明

（4）array模板类头文件

2、array模板类的使用

（1）Iterators

（2）Capacity

（3）Element access

（4）Modifiers

（5）Compare

6）Other

3、普通数组、array和vector的简单比较

（1）普通数组

（2）vector

（3）Array

比较三者之间的区别

　　（1）array模板类的声明

　　（2）容器属性

　　（3）array模板类的说明

　　（4）array模板类头文件

　　（1）Iterators

　　（2）Capacity

　　（3）Element access

　　（4）Modifiers

　　（5）Compare

　　6）Other

　　（1）普通数组

　　（2）vector

　　（3）Array