C++ vector容器

时间:2022-09-08 叶落秋白人气:0

案例要求

可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储

将数组中的数据存储到堆区

构造函数中可以传入数组的容量

提供对应的拷贝构造函数以及operator=防止浅拷贝问题

提供尾插法和尾删法对数组中的数据进行增加和删除

可以通过下标的方式访问数组中的元素

可以获取数组中当前元素个数和数组的容量

完成步骤

1、封装数组类属性并完成有参构造以及析构函数

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
template<class T>
class Arrays
{
private:
    T* arr;//数组arr存放T类型的数据
    int capacity;//数组容量
    int size;//数组大小
public:
    Arrays(int capacity)
    {
        this->capacity = capacity;
        this->size = 0;
        this->arr = new T[this->capacity];
    }
    ~Arrays()
    {
        if (this->arr != NULL)
        {
            delete []this->arr;
            this->arr = NULL;
        }
    }
};

我把自己的这个数组类模板放到一个.hpp文件里，方便测试的时候调用。代码第一行是为了防止头文件重复包含，template里面的T就是数组的数据类型，根据调用时不同的指定存放不同类型的数据。将数组arr以及数组容量和大小进行封装，写在私有权限下即可。然后提供该类的有参构造，参数列表传入的是数组容量，有参构造初始化了数组的容量以及大小并将数组开辟到了堆区。析构函数就是来清理堆区数据，如果我们开辟的堆区数组不为空，那就清理掉并将其指向NULL，这样可以防止野指针出现，避免异常。

2、提供对应的深拷贝构造函数防止调用析构时出错

    Arrays(const Arrays& p)
    {
        this->capacity = p.capacity;
        this->size = p.size;
        this->arr = new T[p.capacity];
        for (int i = 0; i < this->size; i++)
        {
            this->arr[i] = p.arr[i];
        }
    }

如果不提供深拷贝，那么编译器就会有：this->arr=p->arr 这行代码，那么一旦我们调用编译器提供的浅拷贝，当运行到析构函数时，就会出现重复删除地址的情况，必然会出现程序错误。所以我们要自己提供深拷贝构造函数，将上面的代码改为 this->arr= new T[p.capacity] ，这样调用析构的时候各自删除各的堆区数据，不会出现上述情况。最后利用for循环将传进来的对象的数据赋值给新开辟的数组。

3、重载类内的赋值运算符防止浅拷贝问题出现

    Arrays& operator=(const Arrays& p)
    {
        if (this->arr!=NULL)
        {
            delete []this->arr;
            this->arr = NULL;
            this->capacity = 0;
            this->size = 0;
        }
        //深拷贝过程
        this->capacity = p.capacity;
        this->size = p.size;
        this->arr = new T[this->capacity];
        for (int i = 0; i < p.size; i++)
        {
            this->arr[i] = p.arr[i];
        }
        return *this;
    }

当数组数据是对象的类型时，不能简单的将数组进行赋值操作，因为也牵扯到直接赋值出现一样的数组地址的情况，存在着深浅拷贝问题。赋值的时候是将传入参数的数据赋值给自己，因此先把自己的属性清空，然后就是深拷贝的实现了。最后返回的是*this，this指针能够指向不同成员属性，那么*this就是对象本身，然后看到返回值类型是对象引用，这样就可以实现对象间的连续赋值了。

4、提供尾部插入和删除的方法

    void insert_Arrays(const T&value)
    {
        if (this->capacity == this->size)
        {
            return;
        }
        this->arr[size] = value;
        this->size++;
    }
    void delete_Arrays()
    {
        if (this->size == 0)
        {
            return;
        }
        this->size--;
    }

尾插过程：先判断数组是否已经满了，如果不满就将形参赋值给当前数组最后一个下标的位置，然后更新数组下标，这样就能保证每次插入的数据都在数组末尾。

尾删的实现：先判断数组是否为空，不为空的时候直接把数组大小减一即可，让编译器访问不到当前的最后一个数组元素。注意尾删的只是数据的指针，数组的地址并未删除。

5、重载[]得到数组中对应下标的数据信息

    T& operator[](int index)
    {
        return this->arr[index];
    }

如果数组内容是对象类型，是不存在对象数组的，所以要对[]运算符进行重载。返回值类型为数据类型的引用，也就是具体的数组内的值，传进去的整型参数就是数组下标。

6、提供get方法获取当前数组容量及大小

    int getSize()
    {
        return this->size;
    }
    int getCapacity()
    {
        return this->capacity;
    }

这里就是经典的get方法了，返回对应封装的成员属性，不做多解释。

7、提供打印函数测试基本数据类型和自定义数据类型的存储

#include"arrays.hpp"
class Hero
{
    friend void printHero(Arrays<Hero>&hero);
private:
    string name;
    string position;
public:
    Hero() {}
    Hero(string name, string position)
    {
        this->name = name;
        this->position = position;
    }
};
void printArrays(Arrays<int>arr)
{
    for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++)
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}
void printHero(Arrays<Hero>&hero)
{
    for (int i = 0; i < hero.getSize(); i++)
    {
        cout << "姓名："<<hero[i].name<<" 位置："<<hero[i].position<<endl;
    }
}
void test()
{
    cout << "普通类型数组测试：" << endl;
    cout << "输入数组容量为：" ;
    int n = 0; cin >> n;
    Arrays<int> array(n);
    cout << "输入数据：";
    for (int i = 0; i < array.getCapacity(); i++)
    {
        int value = 0;
        cin >> value;
        array.insert_Arrays(value);
    }
    cout << "打印数组信息："<<endl;
    printArrays(array);
    array.delete_Arrays();
    cout << "删除一次尾部数据后打印数组信息：" << endl;
    printArrays(array);
}
void test1()
{
    cout << "自定义类型数组测试：" << endl;
    Hero h1("火舞","中单");
    Hero h2("韩信","打野");
    Hero h3("桑启","游走");
    Hero h4("守约","发育");
    Hero h5("关羽","对抗");
    Arrays<Hero> array(5);
    array.insert_Arrays(h1);
    array.insert_Arrays(h2);
    array.insert_Arrays(h3);
    array.insert_Arrays(h4);
    array.insert_Arrays(h5);
    printHero(array);
    array.delete_Arrays();
    cout << "删除一次尾部数据后打印数组信息："<<endl;
    printHero(array);
}

首先引入之前封装的数组类头文件，提供printArrays和printHero函数来进行数组信息的打印，test和test1函数分别是整型数组和对象数组的测试。接下来看运行效果。

运行效果：

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