c++实现的Array数据结构
1.Array.h,Array<T>的定义
template <class T>
class Array
{
protected:
T *data; //一个指向数组数据的指针
unsigned int base; //base为数组的起始下表
unsigned int length; //length为数组的长度
public:
Array(); //缺省的构造函数
Array(unsigned int, unsigned int = ); //数组构造函数
~Array(); //析构函数 Array(Array const&); //拷贝构造函数
Array& operator = (Array const&); //重载等号操作符,用于一个数组给另外一个数组赋值 T const& operator [] (unsigned int) const; //重载中括号操作符,返回一个T数值常量,返回值不能被改变,在函数末尾加const表示this指针指向const
T& operator [] (unsigned int); //重载中括号操作符,返回一个T数值常量,其返回值可以被改变 T* Data() const; //返回数组数据的指针data
unsigned int Base() const; //返回成员base
unsigned int Length() const; //返回成员length void SetBase(unsigned int); //设置成员变量base的数值
void SetLength(unsigned int); //设置成员变量length的数值
}; //动态数组所占空间S(n)=sizeof(T*)+2sizeof(unsigned int)+nsizeof(T),假定T类型所占用空间为一个常数,故S(n)=O(n)
2.Array<T>中成员函数的实现
#include "Array.h" template <class T>
Array<T>::Array() :
data(new T[]),
base(),
length()
{}
//缺省的构造函数不含变量,只需要给对象的变量一个初始值,时间复杂度O(1) template <class T>
Array<T>::Array(unsigned int n, unsigned int m) :
data(new T[n]),
base(m),
length(n)
{}
//初始化数组,n为数组的长度,时间复杂度常量O(1) template <class T>
Array<T>::Array(Array<T> const& array) :
data(new T[array.length]),
base(array.base),
length(array.length)
{
for (unsigned int i = ; i < length; ++i)
data[i] = array.data[i];
} //备份构造函数,将一个数组从赋值到另外一个数组,时间复杂度为O(n) template <class T>
Array<T>::~Array()
{
delete[] data;
} //析构函数,删除数组所占用的内存空间 template <class T>
T* Array<T>::Data() const
{
return data;
} template <class T>
unsigned int Array<T>::Base() const
{
return base;
} template <class T>
unsigned int Array<T>::Length() const
{
return length;
} //这三个为存取器函数,用来返回成员,时间复杂度都为O(1) template <class T>
T const& Array<T>::operator[] (unsigned int position) const
{
unsigned int const offset = position - base;
if (offset >= length)
throw out_of_range("invalid position");
return data[offset];
} template <class T>
T& Array<T>::operator[] (unsigned int position)
{
unsigned int const offset = position - base;
if (offset >= length)
throw out_of_range("invalid position");
return data[offset];
}
//这两个都为取下表操作符的重载,区别是第一个返回值不可以作为左值,第二个返回值可以作为左值,时间复杂度都为O(1) template <class T>
void Array<T>::SetBase(unsigned int newBase)
{
base = newBase;
} template <class T>
void Array<T>::SetLength(unsigned int newLength)
{
T* const newData = new T[newLength];
unsigned int const min = length < newLength ? length : newLength;
for (unsigned int i = ; i < min; ++i)
newData[i] = data[i];
delete[] data;
data = newData;
length = newLength;
} //这两个函数来重设对象的成员,时间复杂度为T(m,n)=min(m,n)*T(T::T(T&))+O(1) template <class T>
Array<T>& Array<T>::operator = (Array<T> const& array)
{
if (this != &array)
{
delete[] data;
base = array.base;
length = array.length;
data = new T[length];
for (unsigned int i = ; i < length; ++i)
data[i] = array.data[i];
}
return this;
} //重载赋值操作符,时间复杂度为O(n)
3.测试主函数main.cpp
#include "Array.cpp"
#include <iostream>
using namespace std; template <class T> void Output(Array<T> array); template <class T>
void Output(Array<T> array)
{
cout << "data:";
for (unsigned int i = array.Base(); i < array.Length(); i++)
{
cout << array.Data()[i] << " ";
}
cout << endl;
cout << "length:" << array.Length()<<endl;
cout << "base:" << array.Base() <<endl;
} int main()
{
cout << "Array()正在执行。。。" << endl;
Array<int> array0 = Array<int>();
Output(array0);
cout << "Array(unsigned int, unsigned int = 0)正在执行。。。" << endl;
Array<int> array1 = Array<int>();
Output(array1);
cout << "Array(Array const&)正在执行。。。" << endl;
Array<int> array2(array1);
Output(array2);
cout << "~Array()正在执行。。。" << endl;
array2.~Array();
Output(array2);
cout << "T const* Data() const,unsigned int Base() const,unsigned int Length() const,"
<< "T const& operator [] (unsigned int) const在Output函数中执行。。。" << endl;
cout << "T& operator [] (unsigned int)正在执行。。。" << endl;
Array<int> array3();
for (unsigned int i = array1.Base(); i < array1.Length() - array1.Base(); i++)
{
array3.Data()[i] = i;
}
Output(array3);
cout << "void SetBase(unsigned int)正在执行。。。" << endl;
array3.SetBase();
Output(array3);
cout << "void SetLength(unsigned int)正在执行。。。" << endl;
array3.SetLength();
Output(array3);
getchar();
return ;
}
4.测试结果
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