本节介绍一下数组的替代品---模板类vector和arrey。
1、模板类vector
模板类vector类似与string类,也是一种动态数组。您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。基本上,它是使用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。
vector的使用方法:
首先,要使用vector对象,必须包含头文件vector。
其次,vector包含在名称空间std中,因此您可使用using编译指令、using声明或std::vector。
第三,模版使用不同的语法来指出它存储的数据类型。
第四,vector类使用不同的语法来指定元素数。
示例:
#include <vector>
. . .
using namespace std;
vector<int> vi; //创建一个0大小的int数组
int n;
cin >> n;
vector<double> vd(n); //创建一个n个元素的double数组
其中,vi是一个vector<int>对象, vd是一个vector<double>对象。由于vector对象在您插入或添加值时自动调整长度,因此可以将vi的初始长度设置为零。但要调整长度,需要使用vector包中的各种方法。
一般而言,下面的声明创建一个名为vt的vector对象,它可以存储n_elem个类型为typeName的元素:
vector<typeName> vt(n_elem); ,其中,参数n_elem可以是整形常量,也可以是整型变量。
2、模板类array (C++11)
vector类的功能比数组强大,而且使用的是自由存储空间,但是付出的代价是效率稍低。如果您需要的是长度固定的数组,使用数组是更佳的选择,但代价是不那么方便和安全。有鉴于此,C++11新增了模板类array,它也位于名称空间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。
使用方法:
首先要创建array对象,需要包含头文件array.创建语法如下:
#include <array>
. . .
using namespace std;
array<int , 5> ai; //创建一个5个int元素的数组
array<double, 4> ad = { 1.2, 2.1, 3.43, 4.3};
推而广之,下面的声明创建一个名为arr的array对象,它包含n_elem个类型为typename的元素:
array<typename, n_elem> arr;
需要注意的是,与创建vector对象不同的是,n_elem不能是变量。
3、比较数组、vector对象和array对象
从一个程序开始:
#include <iostream>
#include <vector>
#include <array>
int main()
{
using namespace std;
double a1[4] = {1.2, 2.4, 3.6, 4.8};
vector<double> a2(4); //创建一个4个元素的vector数组
a2[0] = 1.0/3.0;
a2[1] = 1.0/5.0;
a2[2] = 1.0/7.0;
a2[3] = 1.0/9.0;
array<double, 4> a3 = {3.14, 2.72, 1.62, 1.41};
array<double, 4> a4;
a4 =a3;
cout<< "a1[2] : "<< a1[2] << " at "<< &a1[2] << endl;
cout<< "a2[2] : "<< a2[2] << " at "<< &a2[2] << endl;
cout<< "a3[2] : "<< a3[2] << " at "<< &a3[2] << endl;
cout<< "a4[2] : "<< a4[2] << " at "<< &a4[2] << endl;
a1[-2] = 20.2;
cout << " a1[-2]: " << a1[-2] << " at " << &a1[-2] <<endl;
cout << " a3[2]: " << a3[2] << " at " << &a3[2] <<endl;
cout << " a4[2]: " << a4[2] << " at " << &a4[2] <<endl;
return 0;
}
输出结果:
a1[2]: 3.6 at 0x28cce8
a2[2]: 0.142857 at 0xca0328
a3[2]: 1.62 at 0x28ccc8
a4[2]: 1.62 at 0x28cca8
a1[-2]: 20.2 at 0x28ccc8
a3[2]: 20.2 at 0x28ccc8
a4[2]: 1.62 at 0x28cca8
需要注意的地方:
(1)一个array对象可以赋给另一个array对象,而数组,必须逐个元素复制数据。
(2)注意这个语句:a1[-2] = 20.2;
其含义是:找到a1指向的地方,向前移两个double元素,并将20.2存储到目的地。也就是说,将信息存储在数组的外面。与C语言一样,C++也不检查这种超界错误。
vector和array对象能够禁止这种行为吗?可以选择使用成员函数at()。
a2.at(1) = 2.3; //将2.3放到a2[1]位置。
使用at()时,将在运行期间捕获非法索引,而程序默认将中断。这种额外的检查的代价是运行时间更长,这就是C++让允许您使用任何一种表示法的原因所在。