CArray的介绍

 

CArray的介绍 C++并不支持动态数组，MFC提供了一个CArray类来实现动态数组的功能。有效的使用CArray类，可以提高程序的效率。 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 Var1; CArray 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::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::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(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(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(&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(&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(&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 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 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 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 AFX_INLINE TYPE CArray::operator[](int nIndex) const { return GetAt(nIndex); } template AFX_INLINE TYPE& CArray::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 arrInt; arrInt.SetSize(10); int n = arrInt.GetAt(0); int& l = arrInt.ElementAt(0); cout << arrInt[0] < n = 10; cout << arrInt[0] < 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::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 AFX_INLINE int CArray::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 void CArray::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 .

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