数组作为数据成员

Question

我想要一个包含数组作为数据成员的类。数组的大小是在构造过程中声明的。我知道在编译时需要知道数组的大小，但是有没有办法通过使用const int 来定义大小并随后使用构造函数初始化列表来解决这个问题？我不允许使用向量。这是我徒劳的尝试：

#include <iostream>

using namespace std;

class myArray {
    public:
        myArray(int size) : capacity(size) {}
    private:
        const int capacity;
        int a[capacity];
};

int main() {
    myArray ar(25); 
    return 0;     
}

它给出了以下错误： 'capacity' was not declared in this scope

Answer 1

尝试使用指针代替

#include <iostream>
using namespace std;
class myArray {
public:
    myArray(int size) : capacity(size) {array = new int[capacity];}
    ~myArray() {delete [] array;}

private:
    const int capacity;
    int* array;
};

int main() {
    myArray ar(25); 
    return 0;     
}

别忘了在析构函数中释放。

Answer 2

以上所有答案都是“技术上正确的”，但没有一个真正显示智能指针的使用，这使得所有额外的内存管理都变得不必要。

class my_array
{
public:
   my_array (size_t sz)
     : arr {new int [sz]} {}

pirvate:
   std::unique_ptr <int[]> arr;
};

现在您不必关心（3 或 5）的规则，代码是正确的并且（大部分）异常安全。

Answer 3

它可以与静态 const 一起使用，但您会丢失构造函数参数设置。您必须动态分配它才能工作：

class myArray {
    public:
        myArray(int size) : capacity(size) 
        {
            a = malloc(size * sizeof(int));
        }
        ~myArray() { free(a); }
    private:
        int capacity;
        int* a;
};

int main() {
    myArray ar(25); 
    return 0;     
}

虽然使用new [] 进行分配并使用delete [] 进行释放可能比 malloc 和 free 更 C++。

如某些 cmets 所述，如果您动态分配并且不使用自动资源管理对象，如 shared_ptr 或 unique_ptr，则必须遵循 rule of three。

Answer 4

原始类的问题在于它允许不同的值作为容量传入。因此，您不能以您想要的方式创建具有该值的数组。您只创建一个大小为 25 的实例没有区别，这是 程序的属性， 并且类本身不知道它只是以这种方式使用.

---

现在我不会质疑为什么你不能使用向量，但不使用语言/库的全部功能似乎很可惜。

但是，鉴于您的限制，您可以动态创建数组，而不是尝试创建固定数组：

#include <iostream>

using namespace std;

class myArray {
    public:
        myArray(int size) : capacity(size) {
            a = new int[capacity];
        }
        ~myArray() {
            delete[] a;
        }
        // Also need all those other things, mandated by the
        // rule of 3/5, to allow proper deep copy/move:
        // - copy constructor.
        // - copy assignment operator.
        // - move constructor (C++11).
        // - move assignment operator (C++11).

    private:
        const int capacity;
        int *a;
};

int main() {
    myArray ar1(25);
    myArray ar1(42);
    return 0;
}

Answer 5

通过将capacity 作为变量传入，您将拥有一个动态大小的数组（其大小仅在运行时才知道）。这意味着sizeof(myArray)对于编译器来说是未知的，这会导致问题。

相反，您需要存储一个指向数组的指针。

另一种（丑陋的）方法是使用放置策略，将数组放在结构/类的末尾，并将其大小固定为 1，如图所示here

Answer 6

constness 是不够的，因为您甚至可以取用户在程序执行期间提供的值，并将其设为const：

int x;
std::cin >> x;
const int y = x;

这是不够的，因为数组维度必须在程序编译时知道。

从历史上看，如果您要在声明时初始化 static const“变量”，那么这足以让编译器相信它可以将该值用于数组维度：

static const unsigned int N = 5;

因为不可能出错。

现在，我们有 constexpr 来明确说明这一点。

Answer 7

您可以使用模板非类型参数（仅适用于 C++）。看看这个页面和例子：

https://www.ibm.com/docs/en/zos/2.1.0?topic=arguments-template-non-type.