Question

我正在编写以下数组（类），当此数组的索引大于此数组的大小时，该数组会增加大小。 我知道矢量，但必须是数组。守则如下：

#include <iostream>

using namespace std;

class Array {

public:
Array():_array(new float[0]), _size(0){};
~Array() {delete[] _array;}
friend ostream &operator<<(ostream&,const Array&);
float& operator[] (int index) 
{
  if(index>=_size)
  {
    float* NewArray=new float[index+1];
    for(int i=0;i<_size;++i) NewArray[i]=_array[i];
    for(int i=_size;i<index+1;++i) NewArray[i]=0; 
    delete[] _array;
    _array=NewArray;
    _size=index+1;
  }
  return _array[index];
}

private:
  float *_array; // pointer to array
  int _size; // current size of array
};

ostream &operator << ( ostream &out,  const Array& obj) // overloading operator<< to easily print array
{
  cout << "Array:\n\n";
  for (int i=0;i<obj._size;++i) 
  {
    cout << obj._array[i];
    if(i+1!=obj._size) cout << ", "; 
  }
  cout << ".\n";
  return out;
}

int main()
{
  Array CustomArray;
  CustomArray[2] = CustomArray[1] = CustomArray[0] = 3.14; // **here is the problem**
  cout << CustomArray << endl;
}

一切正常，0警告，0 valgrind错误，输出：

3.14, 3.14, 3.14.

但我有以这种方式编写此代码（在main中）：

CustomArray[0] = CustomArray[1] = CustomArray[2] = 3.14;

现在是3个valgrind错误：地址（some_address）是8个空闲块中的4个字节，

，输出如下：0, 0, 3.14.

不幸的是，我必须编写此代码以第二种方式工作（CustomArray[0] = CustomArray[1] = CustomArray[2] = 3.14;）你们能帮忙吗？提前致谢

Answer 1

您需要通过使用包含对Array对象的引用和传递给operator[]的索引的代理类型来解决此问题。此代理类型将隐式转换为float并可从float分配，使访问（主要是¹）透明。

在这种情况下，我们也违反了三条规则，并实现了复制赋值运算符，将一个数组元素的值赋给另一个数组元素，以便foo[0] = foo[1]按预期工作。

我们需要进行以下更改：

重命名现有的operator[]并将其设为私有;它只会被代理类型使用。
创建一个新的operator[]，返回代理类型的值。
编写代理类型。

在Array的定义中更改1：

friend class ArrayElement; // So that ArrayElement can use access()
private:
float& access(int index) 
{
  if(index>=_size)
  {
    float* NewArray=new float[index+1];
    for(int i=0;i<_size;++i) NewArray[i]=_array[i];
    for(int i=_size;i<index+1;++i) NewArray[i]=0; 
    delete[] _array;
    _array=NewArray;
    _size=index+1;
  }
  return _array[index];
}

改变2：

// Inside of Array
public:
    ArrayElement operator[](int index);

// Implementation outside of Array
ArrayElement Array::operator[](int index) {
    return ArrayElement(*this, index);
}

改变3：

class ArrayElement
{
    friend class Array; // So that Array can use our private constructor

private:
    ArrayElement(Array & array, int index) : array(array), index(index) { }

public:
    // Allows "foo[1] = 2"
    ArrayElement const & operator=(float v) const {
        array.access(index) = v;
        return *this;
    }

    // Violation of the rule of three, but it makes sense in this case.
    // Allows "foo[1] = foo[2]"
    ArrayElement const & operator=(ArrayElement const & other) const {
        array.access(index) = other;
        return *this;
    }

    // Allows "float x = foo[1]"
    operator float() const {
        return array.access(index);
    }

private:
    Array & array;
    int index;
};

（次要最终更改，您需要在ArrayElement的定义之前转发声明Array。）

See this working example

¹这种方法的一个注意事项是在数组访问中使用类型推断（C ++ 11中的auto）：

auto x = an_array[1];

现在x是ArrayElement而不是float，当an_array[1]发生变化时，会发现其值会发生变化。尝试为x分配不同的浮点值也会更改an_array[1]中的值，因为x只是该值的代理。

将此与std::vector的一般行为进行对比，其中auto x = a_vector[0]将导致x成为向量的元素类型，因此将保存存储在其中的值的独立副本矢量。

但请注意，std::vector<bool>专门化完全遵循我在此处给出的方法（返回代理对象），因此it does have the same auto caveat！你可以把它作为这种方法的祝福。

Answer 2

直接或间接使用std::vector。你的陈述

我知道矢量但它必须是数组。

没有意义。保证std::vector具有连续存储，这可能是“数组”的意思。对于实例v，您始终可以使用表达式&v[0]来获取数组的基址，并且从C ++ 11开始，更易于阅读的v.data()也可以正常工作。这意味着您可以使用vector进行任何需要数组“C风格”作为指针和大小的函数调用，例如qsort。

如果你不能在Array::operator []中自动调整大小，那么就像你做的那样制作一个类包装器，但在内部使用std::vector 。这更简单，更安全。特别地，您的代码具有二次最坏情况性能，例如，以下将非常缓慢：

Array CustomArray;
for ( int i = 0; i < 1000000; ++i )
     CustomArray[i] = i;

std::vector旨在不出现此问题。

使用std::deque可以轻松解决您提及的其他问题（使用引用失效），但deque没有连续存储。因此，对于std::vector，您仍然必须使用cdhowie所描述的代理。但是，我必须承认我不太明白为什么语法必须像那样，或者手动调用std::vector<float>::resize()有什么问题。

类 - 具有动态大小的用户定义的智能阵列

2 个答案: