【C++】动态向量容器类DynamicVector
前段时间比较忙，所以好久没更新了。。。。
两个月前在学深浅copy的时候接触了动态数组。在之后的练习题当中，动态数组逐渐无法满足难度需求，遂将动态数组升级成了动态向量容器（类似于C++的Vector类）。本来以为只是简单的照葫芦画瓢，但是经过不断地在类中添加功能，动态向量容器类越来越复杂，想来还是有必要完整地梳理总结一下。
题目要求：
> 实现一个DynamicVector类，要求实现动态向量容器的相关功能。 > > 类中需要包含的成员函数有： > > 1、析构函数~DynamicVector(); 用来释放本容器所占用的空间。 > > 2、增加一个void push_back (const T& newItem); 要求：如果numofItems < > mallocSize时，那么向量空间大小不变，在已存元素的最后，添加一个newItem元素，并且numofItems++；如果numofItems > == mallocSize时，那么向量空间大小增加到（2 * mallocSize +1），原有元素内容不变，在原有元素后面添加一个newItem元素，并且numofItems++； 注意归还相应内存。 > > 3、增加一个拷贝构造函数。 > > 4、增加一个=重载，实现深赋值。 > > 5、重载push_back函数，void push_back (const DynamicVector&); > > 6、增加一个逻辑==重载。只要两个向量容器的已经存放的元素对应相等，且起始的下标相等，就是相等的（即使分配的空间大小不同也没关系），返回true。否则返回false。 > > 7、增加一个输出操作符操作符<<重载。如果是一个空向量容器，输出 cout << "The arrray is empty." << > endl; 否则 空格分隔输出每个元素。 > > 8、增加一个void insert (int Vindex, const T&); > 在下标为Vindex处插入一个元素，后面元素向后移动，如果空间不够则加空间。 > > 9、实现三个remove函数： void remove (); //删除最后一个元素。 void remove (int > Vindex); //删除Vindex号元素。 void remove (int Vfirst, int Vlast); > //删除[Vindex,Vlast) 号元素。 注意是左闭右开集合，即不删除Vlast元素 > 10、增加 DynamicVector<T> operator() (int Vfirst, int Vlast) const > 该函数对象功能为返回 [Vindex,Vlast) 号元素构成的DynamicVector<T> 对象。 > > 11、 增加一个交换函数，实现两个对象的内容交换。 > void swap(DynamicVector<T> & dv); ```
DynamicVector类：
//DynamicVector类：
template <class T>
class DynamicVector
{
private:
T* array; //指向分配空间的指针
unsigned mallocSize; //分配空间的大小
unsigned numofItems; //向量内已经存储的元素数量
int virtualZero; //数组起始下标，C++中通常数组下标是从0开始，这个数据属性可以让数组的下标从任意整数开始 ,让数组更加灵活
public:
DynamicVector(int Vindex) //构造函数
{
array=NULL;
numofItems=0;
mallocSize=0;
virtualZero=Vindex;
}
DynamicVector(const DynamicVector<T> &anotherDA) //拷贝构造函数
{
int i;
array=new T[anotherDA.mallocSize];
mallocSize=anotherDA.mallocSize;
virtualZero=anotherDA.virtualZero;
numofItems=anotherDA.numofItems;
for(i=0;i<mallocSize;i++)
{
array[i]=anotherDA.array[i];
}
}
~DynamicVector() //析构函数
{
delete [] array;
}
inline void push_back(const T& newItem) //push_back函数
{
if(numofItems<mallocSize)
{
array[numofItems]=newItem;
numofItems++;
}
else if (numofItems==mallocSize)
{
int i;
T* arrays=array;
array=new T[2*mallocSize+1];
mallocSize=2*mallocSize+1;
for (i=0;i<numofItems;i++)
{
array[i]=arrays[i];
}
array[numofItems] = newItem;
numofItems++;
delete [] arrays;
}
}
void push_back(const DynamicVector &t) //push_back函数的重载
{
if(numofItems+t.numofItems<=mallocSize)
{
int i;
for(i=numofItems;i<numofItems+t.numofItems;i++)
{
array[i]=t.array[i-numofItems];
}
numofItems=numofItems+t.numofItems;
}
else if(numofItems+t.numofItems>mallocSize)
{
int i;
T* arrays;
arrays=array;
array=new T[2*mallocSize+1];
mallocSize=2*mallocSize+1;
for (i=0;i<numofItems;i++)
{
array[i]=arrays[i];
}
for(i=numofItems;i<numofItems+t.numofItems;i++)
{
array[i]=t.array[i-numofItems];
}
numofItems=numofItems+t.numofItems;
delete [] arrays;
}
}
DynamicVector<T> &operator = ( const DynamicVector<T> &anotherDA) //深层赋值=重载
{
if ( this == & anotherDA)
{
return *this;
}
delete [] array;
array=new T[anotherDA.mallocSize];
mallocSize=anotherDA.mallocSize;
virtualZero=anotherDA.virtualZero;
numofItems=anotherDA.numofItems;
int i;
for(i=0;i<anotherDA.mallocSize;i++)
{
array[i]=anotherDA.array[i];
}
return *this;
}
T& operator [] (int Vindex) //[]重载
{
int _entry=Vindex-virtualZero;
if(_entry<0||_entry>=numofItems)
{
cout<<endl<<"Out Of Range";
exit(1);
}
return array[_entry];
}
bool operator == (const DynamicVector<T>& dv) const //bool型==重载
{
int i;
int flag=1;
for(i=0;i<numofItems;i++)
{
if(array[i]!=dv.array[i])
{
flag=0;
}
}
if(flag==1&&numofItems==dv.numofItems)
return true;
else return false;
}
unsigned length() const //返回向量内已经存储的元素数量
{
return numofItems;
}
unsigned capacity() const //返回分配空间的大小
{
return this->mallocSize;
}
int firstIndex() const //返回数组起始下标
{
return this->virtualZero;
}
friend ostream& operator << (ostream& out,DynamicVector<T> &t) //输出重载
{
if(t.numofItems==0)
{
cout<<"The arrray is empty."<<endl;
}
else
{
int i;
for(i=0;i<t.numofItems;i++)
{
cout<<t.array[i]<<" ";
}
}
return out;
}
void insert (int Vindex, const T &z) //插入一个元素 z
{
Vindex=Vindex-virtualZero;
mallocSize=mallocSize+1;
int i;
for(i=numofItems;i!=Vindex;i--)
{
array[i]=array[i-1];
}
array[Vindex]=z;
numofItems=numofItems+1;
}
void remove() //删除最后一个元素——(1)
{
T* arrays;
arrays=array;
array=new T[mallocSize];
int i;
for(i=0;i<numofItems-1;i++)
{
array[i]=arrays[i];
}
numofItems--;
}
void remove(int Vindex) //删除下标为Vindex的元素,要记得减初始下标 ——(2)
{
int i;
T* arrays=array;
array=new T[mallocSize];
for(i=0;i<Vindex-virtualZero;i++)
{
array[i]=arrays[i];
}
for(i=Vindex-virtualZero;i<numofItems-1;i++)
{
array[i]=arrays[i+1];
}
numofItems=numofItems-1;
delete [] arrays;
}
void remove(int Vfirst, int Vlast) //删除[Vindex,Vlast)号元素。注意是左闭右开集合，即不删除Vlast元素——(3)
{
int i;
int t=0;
T* array1=array;
array=new T[mallocSize];
for(i=0;i<Vfirst-virtualZero;i++)
{
array[t]=array1[i];
t++;
}
for(i=Vlast-virtualZero;i<numofItems;i++)
{
array[t]=array1[i];
t++;
}
numofItems=numofItems-Vlast+Vfirst;
mallocSize=mallocSize-sizeof(T)*(Vlast-Vfirst);
delete [] array1;
}
DynamicVector<T> operator() (int Vfirst,int Vlast) const //()重载
{
int v1,v2,i;
v1=Vfirst+2;
v2=Vlast+2;
DynamicVector t(-2);
t.numofItems=v2-v1;
t.mallocSize=2*t.numofItems+1;
t.array=new T[mallocSize];
for(i=0;i<t.numofItems;i++)
{
t.array[i]=array[v1];
v1++;
}
return t;
}
void swap(DynamicVector<T> &dv) //交换两个对象的内容的函数
{
int i,n,m;
T* array1=new T[dv.numofItems];
for(i=0;i<dv.numofItems;i++)
{
array1[i]=dv.array[i];
}
n=dv.numofItems;
m=dv.mallocSize;
delete [] dv.array;
dv.array=new T[mallocSize];
for(i=0;i<numofItems;i++)
{
dv.array[i]=array[i];
}
dv.numofItems=numofItems;
dv.mallocSize=mallocSize;
delete [] array;
array=new T[m];
numofItems=n;
array=array1;
}
T* begin() const
{
return &array[0];
}
T* end() const
{
return &array[numofItems];
}
DynamicVector(T* const first,T* const last,int Vindex=0)
{
int i;
numofItems=last-first;
virtualZero=Vindex;
mallocSize=2*numofItems+1;
array=new T[mallocSize];
array[0]=1.1;
for(i=1;i<numofItems;i++)
array[i]=array[i-1]+1;
}
};
测试用主函数：
int main()
{
DynamicVector<int> ra(-2);
int i,n;
cin>>n;
cout<<ra;
ra.push_back(-3);
ra.push_back(-2);
ra.push_back(-1);
for(i=0;i<n;i++)
{
ra.push_back(i);
}
cout<<"\n malloSize is "<<ra.capacity();
cout<<"\n numofItems is "<<ra.length();
cout<<"\n StartIndex is "<<ra.firstIndex()<<endl;
for(i=-2;i<n+1;i++)
{
cout<<ra[i]<<" ";
}
cout<<endl;
DynamicVector<int> raCopy(ra);
cout<<"\n malloSize is "<<raCopy.capacity();
cout<<"\n numofItems is "<<raCopy.length();
cout<<"\n StartIndex is "<<raCopy.firstIndex()<<endl;
cout<<endl;
for(i=-2;i<n+1;i++)
{
cout<<++ra[i]<<" ";
}
cout<<endl;
for(i=-2;i<n+1;i++)
{
cout<<raCopy[i]<<" ";
}
raCopy=ra;
if (ra==raCopy) cout<<"\n ra == raCopy";
else cout<<"\n ra != raCopy";
ra[-2]=100;
if (ra==raCopy) cout<<"\n ra == raCopy";
else cout<<"\n ra != raCopy";
raCopy.push_back(ra);
cout<<endl;
int firstI=raCopy.firstIndex();
for(i=0;i<raCopy.length();i++)
{
cout<<raCopy[i+firstI ]<<" ";
}
cout<<endl;
raCopy.insert(-2,6);
raCopy.insert(-1,7);
cout<<raCopy;
raCopy.remove();
cout<<endl;
cout<<raCopy<<" remove()";
raCopy.remove(-1);
cout<<endl;
cout<<raCopy<<" remove(-1)";
raCopy.remove(-1,1);
cout<<endl;
cout<<raCopy<<" remove(-1,1)";
ra=raCopy(-1,3);
cout<<endl;
cout<<ra<<" raCopy(-1,3)";
ra.swap(raCopy);
cout<<endl<<"ra.swap(raCopy)"<<endl;
cout<<ra;
cout<<endl;
cout<<raCopy;
return 0;
}
测试输入1：
5
测试输出1：
The arrray is empty.
malloSize is 15
numofItems is 8
StartIndex is -2
-3 -2 -1 0 1 2 3 4
malloSize is 15
numofItems is 8
StartIndex is -2
-2 -1 0 1 2 3 4 5
-3 -2 -1 0 1 2 3 4
ra == raCopy
ra != raCopy
-2 -1 0 1 2 3 4 5 100 -1 0 1 2 3 4 5
6 7 -2 -1 0 1 2 3 4 5 100 -1 0 1 2 3 4 5
6 7 -2 -1 0 1 2 3 4 5 100 -1 0 1 2 3 4 remove()
6 -2 -1 0 1 2 3 4 5 100 -1 0 1 2 3 4 remove(-1)
6 0 1 2 3 4 5 100 -1 0 1 2 3 4 remove(-1,1)
0 1 2 3 raCopy(-1,3)
ra.swap(raCopy)
6 0 1 2 3 4 5 100 -1 0 1 2 3 4
0 1 2 3
测试输入2：
6
测试输出2：
The arrray is empty.
malloSize is 15
numofItems is 9
StartIndex is -2
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
malloSize is 15
numofItems is 9
StartIndex is -2
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
ra == raCopy
ra != raCopy
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 100 -1 0 1 2 3 4 5 6
6 7 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 100 -1 0 1 2 3 4 5 6
6 7 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 100 -1 0 1 2 3 4 5 remove()
6 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 100 -1 0 1 2 3 4 5 remove(-1)
6 0 1 2 3 4 5 6 100 -1 0 1 2 3 4 5 remove(-1,1)
0 1 2 3 raCopy(-1,3)
ra.swap(raCopy)
6 0 1 2 3 4 5 6 100 -1 0 1 2 3 4 5
0 1 2 3