实现变长数组

要实现什么函数呢？

假设我们要实现一个会自动扩展的数组类，我们需要实现函数呢？先从下面 main 函数使用的功能，看看有什么函数是需要我们实现的。

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输出结果：

0 1 2 3 4

要实现如上的功能，要做哪些事情呢？先列出来:

• 要用动态分配的内存的方式，来存放数组元素，且需要一个指针成员变量

• 重载赋值 = 运算符

• 重载括号 [] 运算符

• 重载复制构造函数

• 实现 push_back 和 length 函数

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实现的步骤

要实现一个可变长的数组类，基本要需要实现下面的 7 个函数：

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01 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(int s = 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 = new int[s];
}

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02 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(const MyArray &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 = new int[a.m_size];
        memcpy(m_ptr, a.m_ptr, sizeof(int)*a.m_size);
        m_size = a.m_size;
    }
}

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03 析构函数

析构函数的目的就是释放数组的资源，代码如下：

// 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;
}

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04 重载赋值 = 运算符函数

重载赋值 = 运算符函数目的就是 = 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，代码如下：

// 重载赋值 = 运算符函数
MyArray & MyArray::operator=(const MyArray & 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;
    }
    
    // 如果原有空间足够大，就不用分配新的空间
    if(m_size < a.m_size)用分配新的空间
    {
        if(m_ptr)
            delete [] m_ptr; // 释放旧数组的资源
            
        m_ptr = new int[a.m_size]; // 申请新的内存地址
    }
    
    // 拷贝内容
    memcpy(m_ptr, a.m_ptr, sizeof(int)*a.m_size);
    m_size = a.m_size;
    return *this;
}

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05 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，代码如下：

// 重载[]运算符函数
int & MyArray::operator[](int i)
{
    return m_ptr[i]; // 返回对应下标的数组值
}

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06 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，代码如下：

// 在数组尾部添加一个元素
void MyArray::push_back(int v)
{
    if(m_ptr) // 如果数组不为空
    {
        // 重新分配空间
        int *tmpPtr = new int[m_size + 1]; 
        
        // 拷贝原数组内容
        memcpy(tmpPtr, m_ptr, sizeof(int)*m_size);
        
        delect [] m_ptr;
        m_ptr = tmpPtr;
    }
    else // 如果数组本来就是空的
    {
        m_ptr = new int[1];   
    }
    
    m_ptr[m_size++] = v; //加入新的数组元素
}

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07 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，代码如下：

// 获取数组长度的函数
int MyArray:;length()
{
    return m_size;
}

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再改进下？

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。我们需要新增两个成员变量：

 int  m_cout;   // 数组元素的个数
int  m_newNum; // 扩容的次数

改进后的 push_back 函数，代码如下：

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小结

最后，总体的代码如下：

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