首页 > 编程笔记 > C++笔记 阅读:21

C++ array(STL array)容器用法博猫

array 容器是 C++ 11 标准中新增的序列容器,简单地理解▓█,它就是在 C++ 普通数组的基础上,添加了一些成员函数和全局函数。在使用上█■▄,它比普通数组更安全(原因后续会讲),且效率并没有因此变差███。

和其它容器不同,array 容器的大小是固定的,无法动态的扩展或收缩▓▓,这也就意味着,在使用该容器的过程无法借由增加或移除元素而改变其大小,它只允许访问或者替换存储的元素▄■▄。

STL 还提供有可动态扩展或收缩存储空间的 vector 容器,后续章节会对其做详细介绍。

array 容器以类模板的形式定义在 <array> 头文件■■■,并位于命名空间 std 中,如下所示:
namespace std{
    template <typename T, size_t N>
    class array;
}
因此▄■▄■,在使用该容器之前,代码中需引入 <array> 头文件,并默认使用 std 命令空间▓▄▓▄,如下所示:
#include <array>
using namespace std;
在 array<T,N> 类模板中,T 用于指明容器中的存储的具体数据类型▄▓,N 用于指明容器的大小▓█▄■,需要注意的是,这里的 N 必须是常量,不能用变量表示▄■▓。

array 容器有多种初始化方式,如下代码展示了如何创建具有 4 个 int 类型元素的 array 容器:
std::array<double, 10> values;

提示▄▓,如果程序中已经默认指定了 std 命令空间,这里可以省略 std::。

由此▓█,就创建好了一个名为 values 的 array 容器,其包含 10 个浮点型元素。但是█■▄,由于未显式指定这 10 个元素的值,因此使用这种方式创建的容器中,各个元素的值是不确定的(array 容器不会做默认初始化操作███)。

通过如下创建 array 容器的方式,可以将所有的元素初始化为 0 或者和默认元素类型等效的值▓▓:
std::array<double, 10> values {};
使用该语句,容器中所有的元素都会被初始化为 0.0。

当然▄■▄,在创建 array 容器的实例时,也可以像创建常规数组那样对元素进行初始化:
std::array<double, 10> values {0.5,1.0,1.5,,2.0};
可以看到■■■,这里只初始化了前 4 个元素,剩余的元素都会被初始化为 0.0。图 1 说明了这一点▄■▄■。

初始化array容器
图 1 初始化 array 容器

除此之外,array 容器还提供有很多功能实用的成员函数,如表 2 所示▓▄▓▄。

表 2 array容器成员函数汇总
成员函数 功能
begin() 返回指向容器中第一个元素的随机访问迭代器。
end() 返回指向容器最后一个元素之后一个位置的随机访问迭代器,通常和 begin() 结合使用▄▓。
rbegin() 返回指向最后一个元素的随机访问迭代器▓█▄■。
rend() 返回指向第一个元素之前一个位置的随机访问迭代器。
cbegin() 和 begin() 功能相同,只不过在其基础上增加了 const 属性▄■▓,不能用于修改元素。
cend() 和 end() 功能相同,只不过在其基础上▄▓,增加了 const 属性,不能用于修改元素。
crbegin() 和 rbegin() 功能相同▓█,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改元素█■▄。
crend() 和 rend() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性███,不能用于修改元素。
size() 返回容器中当前元素的数量,其值始终等于初始化 array 类的第二个模板参数 N▓▓。
max_size() 返回容器可容纳元素的最大数量,其值始终等于初始化 array 类的第二个模板参数 N。
empty() 判断容器是否为空▄■▄,和通过 size()==0 的判断条件功能相同,但其效率可能更快。
at(n) 返回容器中 n 位置处元素的引用■■■,该函数自动检查 n 是否在有效的范围内,如果不是则抛出 out_of_range 异常。
front() 返回容器中第一个元素的直接引用▄■▄■,该函数不适用于空的 array 容器。
back() 返回容器中最后一个元素的直接应用,该函数同样不适用于空的 array 容器▓▄▓▄。
data() 返回一个指向容器首个元素的指针。利用该指针,可实现复制容器中所有元素等类似功能▄▓。
fill(val) 将 val 这个值赋值给容器中的每个元素▓█▄■。
array1.swap(array2) 交换 array1 和 array2 容器中的所有元素,但前提是它们具有相同的长度和类型。


除此之外▄■▓,C++ 11 标准库还新增加了 begin() 和 end() 这 2 个函数,和 array 容器包含的 begin() 和 end() 成员函数不同的是,标准库提供的这 2 个函数的操作对象▄▓,既可以是容器,还可以是普通数组。当操作对象是容器时▓█,它和容器包含的 begin() 和 end() 成员函数的功能完全相同;如果操作对象是普通数组,则 begin() 函数返回的是指向数组第一个元素的指针█■▄,同样 end() 返回指向数组中最后一个元素之后一个位置的指针(注意不是最后一个元素)。

另外███,在 <array> 头文件中还重载了 get() 全局函数,该重载函数的功能是访问容器中指定的元素,并返回该元素的引用▓▓。

正是由于 array 容器中包含了 at() 这样的成员函数,使得操作元素时比普通数组更安全。

例如代码演示了表 2 中一部分成员函数的用法和功能▄■▄:
#include <iostream>
//需要引入 array 头文件
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
    std::array<int, 4> values{};
    //初始化 values 容器为 {0,1,2,3}
    for (int i = 0; i < values.size(); i++) {
        values.at(i) = i;
    }
    //使用 get() 重载函数输出指定位置元素
    cout << get<3>(values) << endl;
    //如果容器不为空,则输出容器中所有的元素
    if (!values.empty()) {
        for (auto val = values.begin(); val < values.end(); val++) {
            cout << *val << " ";
        }
    }
}
注意,代码中的 auto 关键字■■■,可以使编译器自动判定变量的类型。运行这段代码,输出结果为▄■▄■:

3
0 1 2 3

表 2 中其他成员函数的用法,这里不再给出具体实例,有兴趣的读者▓▄▓▄,可自行根据各个函数的功能描述编写实例代码进行测试。

C语言/C++交流群:664104694(我们会不定期在群内分享编程知识▄▓,上传编程资料▓█▄■)

编程帮,一个分享编程知识的公众号。跟着站长一起学习▄■▓,每天都有进步。

通俗易懂,深入浅出▄▓,一篇文章只讲一个知识点。

文章不深奥,不需要钻研▓█,在公交、在地铁、在厕所都可以阅读█■▄,随时随地涨姿势。

文章不涉及代码,不烧脑细胞███,人人都可以学习。

当你决定关注「编程帮」,你已然超越了90%的程序员▓▓!

编程帮二维码
微信扫描二维码关注