程序设计实习MOOC/运算符重载实例:可变长整型数组

2016-07-26 21:06:00

运算符重载实例：可变长整型数组

问题

写一个可变长整型数组类CArray，并且满足以下程序的正常运行

int main(){    CArray a;    for(int i = 0; i 1. CArray需要两个成员变量arr和len,整型指针arr指向动态分配的数组,整型len表示数组元素的个数.1. 构造函数.可以缺省的指定数组长度(程序中没有强求).1. 复制构造函数.支持CArray a4(a);语句的正确执行.在执行初始化语句时会调用复制构造函数构造对象,为了避免使用默认的复制构造函数而引起的浅拷贝的问题,需要自己重写复制构造函数.1. 析构函数.释放动态分配的数组内存.1. push_back(int i)成员函数.用于在数组尾部添加一个元素i.1. 重载运算符=.用于数组对象间的赋值1. length()成员函数.返回数组元素的个数1. 重载运算符[].支持n=a[i];和a[i]=4;这样的语句.### 代码实现分析#### 构造函数CArray(int l = 0);缺省数组长度的构造函数,当指定数组长度时开辟相应长度的数组空间,否则初始为NULL.#### 复制构造函数CArray(CArray& a);用同类对象对对象初始化时会调用复制构造函数初始化对象,如语句CArray a4(a);.为了避免浅拷贝的问题,需要重写复制构造函数.在复制构造函数中,为新的对象重新分配一片存储空间,避免和之前的对象a指向同一片内存空间.首先判断一下a是否为NULL,如果为NULL,则直接将数组指针指向NULL即可,否则新开辟一块a.len大小的内存空间,使用memcpy内存拷贝函数进行数据拷贝,最后设置好数组长度.#### 析构函数~CArray();在释放内存空间之前,避免重复释放内存出错,先判断一下数组指针arr是否为NULL.#### 添加数组元素push_back(int i);如果数组本来不为空，分配一个比原来长度加一的内存空间,赋给一个临时数组指针,然后将原来的数组内容拷贝到这个临时的数组中,然后再释放原来的内存空间,然后让数组指针指向刚才分配的那片内存的地址.如果数组本来为空,则只需要分配一个长度为1的内存空间.最后,向数组尾部加入新的数组元素,并且更新数组长度.补充:老师说该方式效率较低,可以采取每次内存不够的时候分配两倍大的空间,可以减少分配内存空间的次数.我思考了一下,如果采取这种办法的话就需要两个成员变量size和len,size指示内存空间的大小,len指示当前数组元素,才可以实现.#### 重载运算符=`CArray& operator=(const CArray& a);`为了实现变长数组对象之间的正确赋值,避免浅拷贝问题,在重载=运算符时,=左右两边的数组对象大小和内容都一样,但不在同一片内存空间.那么思考一个问题,当遇到a=a;语句时,会出现什么现象?为了避免a=a;这样的赋值出错,首先应该先判断一下=左右两边的对象是否相等,如果相等则直接返回本对象.接下来考虑两个对象不等的情况.-1- 如果右边的对象a里面的数组是空的,则释放本对象数组内存,并且将数组指针赋为NULL,更新len为0,返回本对象的引用;-2- 如果原来的数组对象中有足够大的空间,不需要再重新分配新的内存空间.否则释放原有空间,分配新的内存空间.-3- 拷贝右边对象a中的数据,更新len,返回本对象的引用,结束.#### 重载运算符[] int& operator[](int index);注意要支持n=a[i];和a[i]=4;这样的语句,返回值为int&.### 完整代码

include

using namespace std;
//可变长数组对象
class CArray{
public:

//构造函数,l代表数组元素的个数CArray(int l = 0);//复制构造函数CArray(CArray& a);//析构函数~CArray();//取长度,返回元素个数const int length();//插入函数,用于在数组尾部添加一个元素ivoid push_back(int i);//重载=,用于可变长数组对象间的赋值CArray& operator=(const CArray& a);//重载[],支持n=a[i];和a[i]=4;这样的语句,返回值为int&int& operator[](int index);

private:
int len; //数组元素的个数
int* arr; //指向动态分配的数组
};

//构造函数
CArray::CArray(int l):len(l){
if(0 == l){
arr = NULL;
}else{
arr = new int[l];
}
}

//复制构造函数
CArray::CArray(CArray& a){
if(!a.arr){
arr = NULL;
len = 0;
return;
}
arr = new int[a.len];
memcpy(arr, a.arr, sizeof(int)*a.len);
len = a.len;
}

//析构函数
CArray::~CArray(){
if(arr){
delete[] arr;
}
}

//插入函数
void CArray::push_back(int i){
if(arr){
int arrCpy = new int[len+1];
memcpy(arrCpy, arr, sizeof(int)len);
delete[] arr;
arr = arrCpy; //数组之间赋值
}else{
arr = new int[1];
}
arr[len++] = i; //加入新的数组元素
}

//重载=
CArray& CArray::operator=(const CArray& a){
if(arr == a.arr){ //a=a;
return this;
}
if(!a.arr){
if(arr){
delete[] arr;
}
arr = NULL;
len = 0;
return this;
}
if(len length()){
return arr[0];
}else{
return arr[index];
}
}

//取长度
const int CArray::length(){
return len;
}

int main(){
CArray a;
for(int i = 0; i < 5; ++i){
a.push_back(i);
}
CArray a2, a3;
a2 = a;
for(int i = 0; i < a.length(); ++i){
cout << a2[i] << " ";
}
a2 = a3;
for(int i = 0; i < a2.length(); ++i){
cout << a2[i] << " ";
}
cout << endl;
a[3] = 100;
CArray a4(a);
for(int i = 0; i < a4.length(); ++i){
cout << a4[i] << " ";
}
return 0;
}