理解數組

什麼是數組？ 簡單來講數組表明一塊連續的內存，內部包含連續的一排相同的對象， 由於內存分佈連續且對象大小相同，因此咱們能夠高效的根據索引隨機訪問和賦值。

數組是咱們平時用的最多的數據結構， 由於它很符合咱們程序運行時的平坦內存佈局，使用起來簡單而高效。能夠這樣說，只要恰當的使用，數組能夠知足咱們工做中的大部分須要。

數組包括靜態數組和動態數組， C/C++語言內置支持數組， 咱們平時通常這樣用：

void  test()
{
     int  ar[ 5 ]  =  { 1 ,  2 ,  3 ,  4 ,  5 };
     int  v  =  a[ 2 ];

     int *  pAr  =   new   int [ 3 ];
    pAr[ 1 ]  =  v;
    delete []pAar;
}

其中ar是靜態數組，它分配在該線程的堆棧上， 而pAr是動態分配的，它內存分配在堆上， 詳細內存分配能夠看我這篇 《C++中new和delete的背後》。

對於數組，咱們要注意的是C++數組不支持多態， 這裏他們討論過這個問題 《C++的數組不支持多態？》

上面咱們討論的動態數組是C++語言內置支持的， 可是由於內置數組大小固定且容易越界， 另外還有上面的多態問題， C++標準庫爲咱們提供了另外一種封裝vector， 咱們能夠這樣用：

void  test()
{
    vector < int >  ar;
    ar.push_back( 1 );
    ar.push_back( 2 );
     int  d  =  ar[ 1 ];
    ar[ 2 ]  =   10 ;
}

咱們能夠看到， vector使用起來很是方便， 一方面咱們能夠像內置數組同樣使用， 另外一方面咱們不用再擔憂容量問題， 由於它會在大小不夠時自動增長。

vector雖然簡單，可是實際上它有 很多陷井和技巧， 下面列舉一些常見問題：

1。當心迭代器失效

void  test()
{
 vector < int >  ar;
 ar.push_back( 1 );
 vector < int > ::iterator itr  =  ar.begin();
  for ( int  i = 0 ; i < 100 ;  ++ i)
 {
  ar.push_back(i);
 }
 
  int  d  =   * itr;
}

你看出上面代碼的問題了嗎？ 

不錯， 可能在咱們push_back過程當中， 內存從新分配了， 致使咱們原先記錄的迭代器itr已經失效， 後面再從新訪問就出錯了。

2。防止內存 屢次 分配

咱們知道在push_back過程當中， 當數組容量不夠時， 咱們就會從新分配內存， 而後將已有的元素進行拷貝， 效率很低。

因此最好的方法是用reserve()方法對須要的大小進行正確的估計，而後預留足夠的空間， 防止從新內存分配。

3。釋放已分配空間

有些時候某個vector對象已經分配了挺大空間，當用的差很少時， 咱們須要釋放這些空間， 可是要保留該對象，要怎麼作？

這裏有個挺實用的swap技巧：

vector < int >  vec;
void  test()
{
     for ( int  i = 0 ; i < 10000 ;  ++ i)
        vec.push_back(i);


    vector < int >  temp;
    vec.swap(temp);
}

4。刪除某些符合條件的元素

void  test()
{
 vector < int >  ar;
  for ( int  i = 0 ; i < 100 ;  ++ i)
 {
  ar.push_back(i);
 }

vector < int > ::iterator itr  =  ar.begin();
  for (;itr  !=  ar.end();)
 {
   if ( * itr  >   10 )
  {
   itr  =  ar.erase(itr);
  }
   else
  {
    ++ itr;
  }
 }
}

上面的代碼刪除數組中大於10的全部item, 實際上咱們能夠下面更簡單的方法替代：

ar.erase(remove_if(ar.begin(), ar.end(), bind2nd(greater < int > (),  10 )), ar.end());

從上面的一些技巧，咱們能夠看到， 只有真正理解了vector的內部實現原理， 咱們才能規避一些使用陷井， 更簡單而高效的開發程序。

上面咱們討論的vector主要針對的模擬C++內置的動態數組部分， 而對於靜態數組部分，咱們是否是也有相應的類? 

是的，C++11裏新增的array就是作這個事的， 咱們能夠這樣用：

void  test()
{
 std::array < int ,  10 >  ar  =  { 1 ,  2 ,  3 ,  4 }; 
 ar[ 5 ]  =   33 ;
}

其中array<int, 10>在內部存儲其實是int data[10]；

最後， 簡單總結下，咱們從C++的內置數組講到標準庫提供的vector， 最後談到C++11新增的array, 數組這個最基本的數據結構在C++中終於有了完整的支持。