在编译时实例化大小未知的数组类

Question

下面是一个小脚本，用于打印数字 1 到 n 的总和，其中 n = 1,...,20。

#include <iostream>
#include <array>

using namespace std;

int test(int n)
{
    array<int,n> myArray;

    for (int iii = 0; iii < n; iii++)
        myArray[iii] = iii+1;

    int nSum;

    for (int iii = 0; iii < n; iii++)
        nSum += myArray[iii];

    return nSum;
}


int main()
{
    for (int n = 1; n <= 20; n++)
        cout << test(n) << endl;

    return 0;
}

当然，这不会编译：

Main.cpp: In function ‘int test(long unsigned int)’:
Main.cpp:9:13: error: ‘n’ is not a constant expression
  array<int,n> myArray;
         ^
Main.cpp:9:13: note: in template argument for type ‘long unsigned int’ 
Main.cpp:9:22: error: invalid type in declaration before ‘;’ token
  array<int,n> myArray;
                  ^
Main.cpp:11:26: warning: comparison between signed and unsigned integer expressions [-Wsign-compare]
  for (int iii = 0; iii < n; iii++)
                      ^
Main.cpp:12:14: error: invalid types ‘int[int]’ for array subscript
   myArray[iii] = iii+1;
          ^
Main.cpp:16:26: warning: comparison between signed and unsigned integer expressions [-Wsign-compare]
  for (int iii = 0; iii < n; iii++)
                      ^
Main.cpp:17:22: error: invalid types ‘int[int]’ for array subscript
   nSum += myArray[iii];
                  ^
make: *** [Main.o] Error 1

问题似乎是（除其他外）n 不是一个常量表达式，我知道这是一个问题的原因，但我不知道如何解决它。

我知道如何使用新函数实例化“常规”数组，但我不明白数组类如何实现。

如何使test 函数将n 视为常量？

Answer 1

你基本上有两种选择。

1. 正如您已经提到的，std::array 需要一个编译时大小。所以在编译时让它知道！这可以通过将其转换为模板参数来完成。

   改变

   int test(int n)
   {
     .
     .
     .
   }
   

   到

   template<int n>
   int test()
   {
     .
     .
     .
   }
   

   问题在于，它必须使用test<n>() 而不是test(n) 来调用，这再次要求在编译时也知道调用者代码中的n，但情况并非如此for-循环。如果您在编译时知道循环的上限（例如在当前代码 sn-p 中），则可以完成，但这有点复杂。如果不知道，即用户输入，则根本无法使用此解决方案。

   所以这不是一个好的选择。

2. 不要使用std::array，而是在编译时但在运行时期间不需要大小的容器类型。正如您所提到的，堆分配的原始数组 (new int[n]) 是一种选择，但它不是很 C++-ish。 改用std::vector！

   为此，只需更改

   array<int,n> myArray;
   

   到

   vector<int> myArray(n);
   

   PS。将来，可能会有std::dynarray (proposed container type) 比std::vector 目前更符合这个目的。它反映了new int[n] 的用途，其中n 在运行时已知，但在数组的生命周期内保持不变，填补了std::array 和std::vector 之间的空白。然而在几乎所有情况下std::vector 都可以！

Answer 2

您可以改用vector；

#include <vector>

vector<int> myArray (n); // n zero-initialized elements

像使用数组一样使用operator[]。