什么是数组？ 简单来说数组代表一块连续的内存，内部包含连续的一排相同的对象， 因为内存分布连续且对象大小相同，所以我们可以高效的根据索引随机访问和赋值。
数组是我们平时用的最多的数据结构， 因为它很符合我们程序运行时的平坦内存布局，使用起来简单而高效。可以这样说，只要恰当的使用，数组可以满足我们工作中的大部分需要。
数组包括静态数组和动态数组， C/C++语言内置支持数组， 我们平时一般这样用：
void test()
{
int ar[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int v = a[2];
int* pAr = new int[3];
pAr[1] = v;
delete []pAar;
}
上面我们讨论的动态数组是C++语言内置支持的， 但是因为内置数组大小固定且容易越界， 另外还有上面的多态问题， C++标准库为我们提供了另一种封装vector， 我们可以这样用：
void test()
{
vector<int> ar;
ar.push_back(1);
ar.push_back(2);
int d = ar[1];
ar[2] = 10;
}
我们可以看到， vector使用起来非常方便， 一方面我们可以像内置数组一样使用， 另一方面我们不用再担心容量问题， 因为它会在大小不够时自动增加。
vector虽然简单，但是实际上它有 不少陷井和技巧， 下面列举一些常见问题：
1。小心迭代器失效
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;
}
你看出上面代码的问题了吗？
不错， 可能在我们push_back过程中， 内存重新分配了， 导致我们原先记录的迭代器itr已经失效， 后面再重新访问就出错了。
这种bug有时很难定位，参见
《一次痛苦的Coredump定位过程》2。防止内存多次分配
我们知道在push_back过程中， 当数组容量不够时， 我们就会重新分配内存， 然后将已有的元素进行拷贝， 效率很低。
所以最好的方法是用reserve()方法对需要的大小进行正确的估计，然后预留足够的空间， 防止重新内存分配。
3。释放已分配空间
有些时候某个vector对象已经分配了挺大空间，当用的差不多时， 我们需要释放这些空间， 但是要保留该对象，要怎么做？
有人可能会说用成员函数clear(), 但那只能清除内容却不会释放空间, 这里有个挺实用的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。删除某些符合条件的元素
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;
}
}
}
上面的代码删除数组中大于10的所有item, 实际上我们可以下面更简单的方法替代：
ar.erase(remove_if(ar.begin(), ar.end(), bind2nd(greater<int>(), 10)), ar.end());
从上面的一些技巧，我们可以看到， 只有真正理解了vector的内部实现原理， 我们才能规避一些使用陷井， 更简单而高效的开发程序。
上面我们讨论的vector主要针对的模拟C++内置的动态数组部分， 而对于静态数组部分，我们是不是也有相应的类?
是的，C++11里新增的array就是做这个事的， 我们可以这样用：
void test()
{
std::array<int, 10> ar = {1, 2, 3, 4};
ar[5] = 33;
}
其中array<int, 10>在内部存储实际上是int data[10]；
最后， 简单总结下，我们从C++的内置数组讲到标准库提供的vector， 最后谈到C++11新增的array, 数组这个最基本的数据结构在C++中终于有了完整的支持。
posted on 2014-05-12 22:05
Richard Wei 阅读(2598)
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数据结构和算法