01 实现自定义的可变长数组类型

假设我们要实现一个会自动扩展的数组，要实现什么函数呢？先从下面的main函数给出的实现，看看有什么函数是需要我们实现的。

int main(){    MyArray a;  // 初始化的数组是空的    for(int i = 0; i < 5; ++i)        a.push_back(i); // push_back是成员函数            MyArray a2,a3;    a2 = a; // 重载赋值运算符函数        // 由于上一句a2 = a语句，所以a.length()实际上就是a2.length()    for(int i = 0; i < a.length(); ++i)         cout << a2[i] << " ";        a2 = a3; // a2是空的数组    for(int i = 0; i < a2.length(); ++i) // a2.length()返回0        cout << a2[i] << " ";    cout << endl;        a[3] = 100;    // 重载[]运算符函数    MyArray a4(a); // 重载复制构造函数        for(int i = 0; i < a4.length(); ++i)        cout << a4[i] << " ";        return 0;}

输出结果：

0 1 2 3 40 1 2 100 4

要实现的方式，要做哪些事情呢？我先列一下：

• 要用动态分配的内存来存放数组元素，需要一个指针成员变量
• 重载赋值=运算符
• 重载[]运算符
• 重载复制构造函数
• 实现push_back和length()函数

02 MyArray类的实现步骤 (文末有福利)

要实现一个可变长数组类的，基本需要实现下面的7个函数：

class MyArray // 可变长数组类{public:    // 1. 构造函数，s代表数组元素的个数    MyArray(int s = 0);        // 2. 复制构造函数    MyArray(MyArray &a);        // 3. 析构函数    ~MyArray();        // 4. 重载赋值=运算符函数，用于数组对象间的赋值    MyArray & operator=(const MyArray & a);    // 5. 重载[]运算符函数，用于获取数组下标对于的值    int & operator[](int i);        // 6. 加入一个元素到数组的末尾    void push_back(int v);        // 7. 获取数组的长度    int length();private:    int  m_size; // 数组元素的个数    int* m_ptr;  // 指向动态分配的数组};

1. 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];}

2. 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，所以我们必须才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;    }}

3. 析构函数

析构函数的目的就是释放数组的资源

// 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;}

4. 重载赋值=运算符函数

重载赋值=运算符函数目的就使=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

// 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;    }        if(m_size < a.m_size) // 如果原有空间足够大，就不用分配新的空间    {        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    }        memcpy(m_ptr, a.m_ptr, sizeof(int)*a.m_size);    m_size = a.m_size;    return *this;}

5. 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

// 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}

6. 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

// 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    {        int *tmpPtr = new int[m_size + 1]; // 重新分配空间        memcpy(tmpPtr, m_ptr, sizeof(int)*m_size); // 拷贝原数组内容        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}

7. 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

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

03 小结

可变长数组类型实现的整体代码，如下：

class MyArray{public:    // 1. 构造函数，s代表数组元素的个数    MyArray(int s = 0):m_size(s)    {        if(s == 0)            m_ptr = NULL;        else            m_ptr = new int[s];    }        // 2. 复制构造函数    MyArray(const MyArray &a)    {        if(a.m_ptr == NULL)        {            m_ptr = NULL;            m_size = 0;        }        else        {            m_ptr = new int[a.m_size];            memcpy(m_ptr, a.m_ptr, sizeof(int)*a.m_size); // 拷贝原数组内容            m_size = a.m_size;        }    }        // 3. 拷贝构造函数    ~MyArray()    {        if(m_ptr)            delete [] m_ptr;    }        // 4. 重载赋值=运算符函数    MyArray & operator=(const MyArray & a)    {        if(m_ptr == a.m_ptr)            return *this;                if(a.m_ptr == NULL)        {            if(m_ptr)                delete [] m_ptr;                        m_ptr = NULL;            m_size = 0;            return *this;        }                if(m_size < a.m_size)        {            if(m_ptr)                delete [] m_ptr;                            m_ptr = new int[a.m_size];        }                memcpy(m_ptr, a.m_ptr, sizeof(int)*a.m_size); // 拷贝原数组内容        m_size = a.m_size;        return *this;    }        // 5. 重载[]运算符函数    int & operator[](int i)    {        return m_ptr[i];    }        // 6. 在数组的末尾加入一个新的元素    void push_back(int v)    {        if(m_ptr) // 如果数组不为空        {            int *tmpPtr = new int[m_size + 1]; // 重新分配空间            memcpy(tmpPtr, m_ptr, sizeof(int)*m_size); // 拷贝原数组内容            delete [] 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    }        // 7. 获取数组的长度    int length()    {        return m_size;    }private:    int  m_size; // 数组元素的个数    int* m_ptr;  // 指向动态分配的数组};

实际上本次的可变长的数组类还缺少一下函数，比如：删除某个元素的函数、清空数组的函数等等，这些可以留给大家思考。

还有就是 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。

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