灵活的安全数组 C++

Question

我的安全数组可以保存任何类型的数据，并且可以根据需要调整大小。我要做的是，如果用户输入的数组大小小于 for 循环中的索引（在本例中为 30），它将自行调整大小。但是它太大了，所以我只有很多零。例如，如果我输入大小 15，它将使其大小为 45，这允许我存储所有数据，但我有多余的空间我不需要。我的 TA 说这对于一个好成绩来说很好，但是因为它还没有到期，所以我想要一个 resize 函数，它可以将数组的大小调整为与索引完全相同的大小，而不管用户输入的大小是多少.我不确定如何最好地做到这一点。有什么帮助吗？谢谢。

#include <iostream>
using namespace std;


template<typename Element>
class SafeArray
{
   int size;
    Element*Array;
    Element def;

public:
    SafeArray()                         //default constructor(with no parameter)
    {
        Array = new Element[size];
    size = 10;
    }
    SafeArray(int value = NULL)         //constructor with one int
    {
        Array = new Element[value];
        size = value;
    }
    ~SafeArray() { delete [] Array;};                     //destructor

      Element get(int pos)                    //get method
    { if (pos<0)
    {cout<<"error";}

        if(pos>=size)
        { set_default(def);}
        return Array[pos]; }

    void set(int pos, Element val)      //set method
    { if (pos<0)
    {
        cout<<"error";
    }
        if(pos>=size)
    { resize(3); }
        Array[pos] = val; }

    void resize(int size_mult)           //resize function
    {
            Element*temp=new Element[size*size_mult];
            for(int i = 0; i<size;i++)
            {temp[i]=Array[i];}
            delete[]Array;
            Array = temp;
            size=size*size_mult;
        }
    void set_default(Element d)        //set_default(just a safety precaution, doesn't really effect the outcome)
    {
         def=d;
    }
    //Element get_default()
   // {
   //     return def;
   // }
    int get_size()                       //get size
    {
        return size;
    }
};


int main()
{

    int N;
    cout<<"How big should the Array be?"<<endl;
    cin>>N;
    SafeArray<int> X(N);
    SafeArray<double>Y(N);
    X.set_default(-1);
    cout<<"Array is size "<<X.get_size()<<endl;

    for(int i=0; i<30;i++)

    {
        int x=i*3+1;
        double y =1000.0/x;
        X.set(i,x);
        Y.set(i,y);
    }

    for (int i = 0; i <= X.get_size(); i += 1)
        {if(i<10)
            cout <<"0"<< i << ": x = " << X.get(i) << ", 1000/x = " << Y.get(i) << "\n";
        else
        cout << i << ": x = " << X.get(i) << ", 1000/x = " << Y.get(i) << "\n";}
            cout<<"Array is size "<<X.get_size()<<endl;

    return 0;

}

Answer 1

有一些事情需要考虑。

1. 您是否希望节省空间或时间复杂度？您现在设置它的方式（将当前长度乘以某个倍数）大大节省了您的时间复杂度，但正如您所指出的那样使用了一些额外的空间。通常，程序员希望尽量减少时间复杂度，但这完全取决于您的目标。

注意：我最好只乘以 2 而不是传递的倍数，因为您将获得相同的时间收益，但不会在较大的调整大小时产生这么多的空间。 （即 10,000 * 2 = 20,000 与 10,000 * 3 = 30,000 可节省 10,000 个您可能最终不需要的空间）

1. 虽然与您的问题没有直接关系，并且可能超出了您的实验室问题的范围，但您构建它的方式类似于地图/哈希表，因为您选择的任何索引都会存储一些值，但假设您有这种情况。 SafeArray.length 为 10，并且您将一个项目放置在索引 1000 处。您将最终无法调整您当前实现的 SafeArray 的数组大小并得到一个超出范围的错误。即使您确实调整了它的大小，也会有 10 到 999 的职位全部为空，这是一种巨大的浪费，您必须记住，您在 1000 时有一些价值，中间没有任何东西。如果您打算将 SafeArray 用作真正的数据结构，那么一些关于 SafeArray 应该如何工作的额外规则/限制可能是明智的。

现在要真正回答您的问题，最好的方法是创建一个从 0 到索引的 for 循环，然后将值复制到新数组中，并使最后一条语句成为新的赋值。见下文

设置会变成：

void set(int pos, Element val)      //set method
{ if (pos<0)
{
    cout<<"error";
}
    if(pos>=size)
{ resize(pos+1); }
    Array[pos] = val; }

调整大小如下所示：

void resize(int new_size)           //resize function
{
        Element*temp=new Element[new_size];
        for(int i = 0; i<new_size;i++)
        {temp[i]=Array[i];}
        delete[]Array;
        Array = temp;
        size=new_size;
    }

编辑： 如果您不太关心空间，想要节省一些时间，并且仍然有一个安全的边界分配（有人在您的问题的 cmets 中指出），您可以将以下内容用于 Set 方法：

设置：

void set(int pos, Element val)      //set method
{ if (pos<0)
{
    cout<<"error";
}
    if(pos>=size)
{ resize((pos - size) * 2); }
    Array[pos] = val; }

这将为您提供一些额外的空间，您可以使用大于 2 的倍数在顺序情况下节省更多时间（即通过 for 循环添加）。