目录
结构特性
内存布局
结构样式
结构拓展
数据初始
元素访问
插入元素
删除元素
查找元素
修改元素
结构设计
成员变量
构造函数
功能函数
示例代码
结构特性
-
长度固定：数组的长度在创建时已经被确定，如果需要动态改变数组的长度，可以考虑使用动态数组。
-
连续性：数组中的所有元素在内存中是连续存储的。数组可以快速访问任意元素，单插入和删除操作会影响效率。
-
一致性：数组中的所有元素必须都是相同的类型。
-
索引：索引从0开始，数组下标上限长度减去1。
内存布局
-
数组在内存中占据一块连续的内存空间。
-
-
数组起始地址是数组首个元素的地址(数组名即为首地址)。
-
-
每个元素占据的内存空间是相同的，具体大小取决于与元素的类型。
-
通过索引可以快速访问数组中的任意元素。
#include <iostream>int main() {int Arr[10] = { 1,3,2,5,4 };printf("Arr.BaseAddr -> %p \r\n", Arr);printf("Arr.BaseAddr -> %p \r\n", &Arr[0]);for (int Index = 0; Index < sizeof(Arr) / sizeof(Arr[0]); Index++){printf("Arr[%d] -> %p -> %d \r\n", Index, &Arr[Index], Arr[Index]);}return 0; }
结构样式
-
静态数组：编译时确定数组长度，无法在运行期间修改其长度。
-
动态数组：运行时动态分配内存，可以在运行期间修改其长度。(C++STD::VECTOR)
结构拓展
数据初始
#include <iostream>int main()
{//stackint Arr1[5];int Arr2[5] = { 0 };int Arr3[] = { 1,2,3,4,5 };//heapint* p1 = new int[5];delete[] p1;int* p2 = new int[5]{ 1,2,3,4,5 };delete[] p2;return 0;
}
元素访问
- 内存图解
- 实例代码
-
#include <iostream>int main() {int Arr[5] = { 1,3,2,5,4 };Arr[0] = 1;Arr[1] = 2;Arr[2] = 3;Arr[3] = 4;Arr[4] = 5;return 0; }
-
- 汇编分析
-
int Arr[5] = { 1,3,2,5,4 }; 00414635 mov dword ptr [ebp-18h],1 0041463C mov dword ptr [ebp-14h],3 00414643 mov dword ptr [ebp-10h],2 0041464A mov dword ptr [ebp-0Ch],5 00414651 mov dword ptr [ebp-8],4 Arr[0] = 1; 00414658 mov eax,4 0041465D imul ecx,eax,0 00414660 mov dword ptr [ebp+ecx-18h],1 Arr[1] = 2; 00414668 mov eax,4 0041466D shl eax,0 00414670 mov dword ptr [ebp+eax-18h],2 Arr[2] = 3; 00414678 mov eax,4 0041467D shl eax,1 0041467F mov dword ptr [ebp+eax-18h],3 Arr[3] = 4; 00414687 mov eax,4 0041468C imul ecx,eax,3 0041468F mov dword ptr [ebp+ecx-18h],4 Arr[4] = 5; 00414697 mov eax,4 0041469C shl eax,2 0041469F mov dword ptr [ebp+eax-18h],5 -
ebp-18h == 数组首地址
-
mov dword ptr [ebp+ecx-18h],1 == ebp-18h + 0 * 4
-
mov dword ptr [ebp+eax-18h],2 == ebp-18h + 1 * 4
-
mov dword ptr [ebp+eax-18h],3 == ebp-18h + 2 * 4
-
mov dword ptr [ebp+ecx-18h],4 == ebp-18h + 3 * 4
-
mov dword ptr [ebp+eax-18h],5 == ebp-18h + 4 * 4
-
插入元素
- 插入步骤
- 代码实现
-
void Insert(int* p, int nLength, int nIndex, int nVar) {for (int i = nLength - 1; i > nIndex; i--){p[i] = p[i - 1];}p[nIndex] = nVar; }
-
删除元素
- 删除步骤
- 代码实现
-
void Remove(int* p, int nLength, int nIndex) {for (int i = nIndex; i < nLength - 1; i++){p[i] = p[i + 1];} }
-
查找元素
-
int Find(int* p, int nLength, int nVar) {for (int i = 0; i < nLength; i++){if (p[i] == nVar){return i;}}return -1; }
修改元素
-
int Arr[6] = { 1,2,3,4,5 };Arr[0] = 11;*(Arr + 1) = 22;
结构设计
成员变量
T* data; //动态数组指针int size; //数组元素个数int capacity; //数组容量大小构造函数
- 默认构造函数
- 有参构造函数
- 拷贝构造函数
- 移动构造函数
- 列表构造函数
功能函数
- 元素个数
- 数组容量
- 是否为空
- 下标访问
- 插入元素
- 删除元素
- 查找元素
示例代码
#include <iostream>
#include <vector>template <typename T>
class Vector
{
private: //成员变量T* data; //动态数组指针int size; //数组元素个数int capacity; //数组容量大小public: //构造析构//默认构造函数Vector() : data(nullptr), size(0), capacity(0){}//有参构造函数Vector(int size, const T& var) : size(size), capacity(size){this->data = new T[capacity];for (size_t i = 0; i < capacity; i++){data[i] = var;}}//拷贝构造函数Vector(const Vector& ref) : size(ref.size), capacity(ref.capacity){this->data = new T[capacity];for (size_t i = 0; i < capacity; i++){this->data[i] = ref.data[i];}}//移动构造函数Vector(Vector&& other)noexcept : data(other.data), size(other.size), capacity(other.capacity){other.data = nullptr;other.size = 0;other.capacity = 0;}//列表构造函数Vector(std::initializer_list<T> initlist) : size(initlist.size()), capacity(initlist.size()){this->data = new T[capacity];int i = 0;for (const auto& value: initlist){data[i++] = value;}}//默认析构函数~Vector(){if (this->data != NULL){delete[] this->data;}}public: //成员函数//获取元素个数int Size() const{return this->size;}//获取数组容量int Capacity() const{return this->capacity;}//数组是否为空bool Empty(){return this->size == 0 ? true : false;}//下标获取元素T& operator[](int nIndex){return this->data[nIndex];}//末尾追加元素void Push_Back(const T& value){//判断容器容量if (this->size >= this->capacity){//容量大小修正capacity = (capacity == 0) ? 1 : capacity * 2;//申请扩容内存T* tempData = new T[capacity];//拷贝默认数据for (int i = 0; i < size; i++){tempData[i] = this->data[i];}//释放默认内存delete[] this->data;//修正数据指针this->data = tempData;}this->data[size] = value;
- size++;}//插入元素数据void Insert(int nIndex, const T& value){//判断索引序号if (nIndex < 0 || nIndex > size){throw std::out_of_range("Invalid Index");}//判断容器容量if (this->size >= this->capacity){//容量大小修正capacity = (capacity == 0) ? 1 : capacity * 2;//申请扩容内存T* tempData = new T[capacity];//拷贝默认数据for (int i = 0; i < size; i++){tempData[i] = this->data[i];}//释放默认内存delete[] this->data;//修正数据指针this->data = tempData;}//指定位置插入for (int i = size; i > nIndex; i--){this->data[i] = this->data[i - 1];}this->data[nIndex] = value;this->size++;}//删除元素数据void erase(int nIndex){//判断索引序号if (nIndex < 0 || nIndex > size){throw std::out_of_range("Invalid Index");}//删除指定元素for (int i = nIndex; i < this->size -1; i++){this->data[i] = this->data[i + 1];}//修正数组个数//this->data[this->size - 1] = 0;this->size--;}//查找指定元素int Find(const T& valud) const{for (size_t i = 0; i < this->size; i++){if (this->data[i] == valud){return i;}}return -1;}};int main()
{//默认构造函数Vector<int> vec1;//有参构造函数Vector<int> vec2(3, 0xCC);//拷贝构造函数Vector<int> vec3(vec2);//移动构造函数Vector<int> vec4(std::move(vec3));//列表构造函数Vector<int> vec5 = { 1,2,3,4,5 };return 0;
}
