C++ 容器类 <array>

C++11 标准引入了 <array> 头文件，它提供了一种固定大小的数组容器，与 C 语言中的数组相比，具有更好的类型安全和内存管理特性。

std::array 是 C++ 标准库中的一个模板类，它定义在 <array> 头文件中。 std::array 模板类提供了一个固定大小的数组，其大小在编译时确定，并且不允许动态改变。

语法

std::array 的基本语法如下：

#include <array>



std::array<T, N> array_name;

• T 是数组中元素的类型。
• N 是数组的大小，必须是一个非负整数。

声明与初始化

<array> 需要在编译时确定大小，不能动态改变。使用示例：

#include <iostream>

#include <array>



int main() {

    std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5}; // 声明一个定长为5的int数组

    return 0;

}

特点

• 类型安全 ： std::array 强制类型检查，避免了 C 语言数组的类型不安全问题。
• 固定大小 ：数组的大小在编译时确定，不能在运行时改变。
• 内存连续 ： std::array 的元素在内存中是连续存储的，这使得它可以高效地访问元素。
• 标准容器 ： std::array 提供了与 std::vector 类似的接口，如 size() , at() , front() , back() 等。

实例

下面是一个使用 std::array 的简单示例，包括输出结果。

#include <iostream>#include <array>intmain(){// 创建一个包含 5 个整数的 std::arraystd::array<int,5>myArray={1,2,3,4,5};// 使用范围 for 循环遍历数组for(constauto&value:myArray){std::cout<<value<<" ";}std::cout<<std::endl;// 使用索引访问数组元素std::cout<<"Element at index 2: "<<myArray.at(2)<<std::endl;// 获取数组的大小std::cout<<"Array size: "<<myArray.size()<<std::endl;// 修改数组元素myArray[3]=10;// 再次遍历数组以显示修改后的元素for(constauto&value:myArray){std::cout<<value<<" ";}std::cout<<std::endl;return0;}

输出结果:

1 2 3 4 5 

Element at index 2: 3

Array size: 5

1 2 3 10 5 

常用成员函数

以下是 <array> 中的一些常用成员函数：

实例

1、基本操作

#include <iostream>#include <array>intmain(){std::array<int,5>arr={10,20,30,40,50};std::cout<<"Array elements: ";for(inti=0;i<arr.size();++i){std::cout<<arr[i]<<" ";}std::cout<<std::endl;// 获取第一个和最后一个元素std::cout<<"First element: "<<arr.front()<<std::endl;std::cout<<"Last element: "<<arr.back()<<std::endl;return0;}

使用 at 和边界检查

#include <iostream>#include <array>intmain(){std::array<int,3>arr={1,2,3};try{std::cout<<arr.at(2)<<std::endl;// 正常输出std::cout<<arr.at(5)<<std::endl;// 超出范围，抛出异常}catch(conststd::out_of_range&e){std::cout<<"Exception: "<<e.what()<<std::endl;}return0;}

3、使用 fill 填充元素

#include <iostream>#include <array>intmain(){std::array<int,5>arr;arr.fill(100);// 将所有元素设置为100std::cout<<"Filled array: ";for(constauto&elem:arr){std::cout<<elem<<" ";}std::cout<<std::endl;return0;}

4、数组交换

#include <iostream>#include <array>intmain(){std::array<int,3>arr1={1,2,3};std::array<int,3>arr2={4,5,6};arr1.swap(arr2);std::cout<<"Array 1: ";for(constauto&elem:arr1){std::cout<<elem<<" ";}std::cout<<std::endl;std::cout<<"Array 2: ";for(constauto&elem:arr2){std::cout<<elem<<" ";}std::cout<<std::endl;return0;}

与其他数组类型对比

std::array 是 C++ 标准库中一个非常有用的容器，它提供了固定大小的数组，具有类型安全和内存管理的优势。通过上述示例，我们可以看到如何创建、访问和修改 std::array 的元素。对于需要固定大小数组的场景， std::array 是一个非常好的选择。