動態陣列

現在實作的類基本滿足一個“動態陣列”的要求，用戶能很方便的使用它。

但是，這個動態陣列的使用也有問題，比如，每當陣列的元素個數發生變化時，總是要發生記憶體的釋放和申請的操作，這個使得操作效率上非常低效，并且很容易產生記憶體碎片。想象一下如果用戶是不斷用push_back()函式來增加10000個元素，程式是如何的運行？

如何能改進它呢？

一個想法就是預先多分配一些記憶體，然后在相當一段時間內，當陣列的元素個數發生變化時，不用重新申請記憶體空間，陣列也能繼續使用。這樣就提高了效率。

對于機器演算法中，“時間”和“空間”的矛盾總是存在的：存盤多一點，運行就快些；存盤少了，運行就慢些。在這里就體現了，這樣處理是用空間換時間。雖然在記憶體空間上是“浪費”了部分的空間，但是在很長一段時間里，只要空間沒有發生變化，運行的時間復雜度就恒定的。只有當現有的空間不夠用時，才發生記憶體的重新申請和釋放操作。最簡單的增長方法就是增長一倍，即乘以2，這樣記憶體分配的大小就是2的冪次方。

因此，我們加上一個m_nMax資料，用以存盤所申請到的記憶體空間大小，而m_nSize才真正記錄這個陣列的元素個數。類的介面如下：

class DArray

{

private:

double    *m_pData;    // 存放陣列的動態記憶體指標

int        m_nSize;        // 陣列的元素個數

int      m_nMax;      // 預留給動態陣列的記憶體大小

private:

void    Init();        // 初始化

void    Free();        // 釋放動態記憶體

inline    int    InvalidateIndex(int nIndex);    // 判斷下標的合法性

public:

DArray();            // 預設建構式

DArray(int nSize, double dValue = 0);    // 其他建構式，設定一定陣列大小，并設定所有元素為0；當然還可以定義其他不同引數的建構式，以方便用戶使用

DArray(const DArray& arr);    // 拷貝建構式（最好為所有包含動態分配成員的類都提供拷貝建構式）

~DArray();        // 解構式

void        Print();                // 輸出顯示所有陣列元素的值

int        GetSize();            // 獲取陣列大小（元素個數）

int        SetSize(int nSize);        // 重新設定陣列的大小。注：若nSize小于原陣列大小，可截斷取前nSize個元素作為新陣列的元素；若nSize大于原陣列大小，新增的元素的值設定預設值0即可

double    GetAt(int nIndex);                // 獲取某個元素

double     operator[] (int nIndex) const;     // 多載[]運算子，以便像傳統陣列那樣通過a[k]來獲取元素值

int        SetAt(int nIndex, double dValue);    // 設定某個元素的值

int        PushBack(double dValue);        // 追加一個新的元素到陣列末尾

int        DeleteAt(int nIndex);            // 從陣列中洗掉一個元素

int        InsertAt(int nIndex, double dValue);    // 插入一個新的元素到陣列中

DArray     &DArray::operator = (const DArray& array);      // 多載賦值運算子號"="

};

注意，在這里只增加了一個資料m_nMax，其他的所有函式介面都沒有發生改變！對用戶來將，仍然是按照以前的習慣使用介面函式來操作動態陣列，但是本質上這個動態陣列的操作效率大大是提高了！

作業要求
完成滿足上述介面的動態陣列(Dynamic array)的程式，遞交整個工程源檔案；
嚴格遵循基本的編程規范和風格；
體會類的介面確定了，其實作可以不一樣：用戶只跟類（物件）的介面打交道，具體是通過哪些資料來實作的是不關心的
進一步熟悉和體會C++類的封裝特性；

仍使用以前的測驗代碼，做更多充分的測驗，體會到處理各種極端情況需要更多的代碼和除錯時間。

uj5u.com熱心網友回復：

去看看 STL:VECTOR，它的運作方式就是預先申請一部分記憶體作為備用，效率也很高

uj5u.com熱心網友回復：

CB有動態陣列（實際是Delphi動態陣列型別），比std::vector方便，因為是編譯器管理的原生型別，和String一樣，不會出現記憶體泄露:
  DynamicArray<int> A;
  A.set_length((10, 10));
  A[1, 1] = 1;  //A[1][1] = 1; 不支持

唯一的問題是多維形式不支持C多維陣列的標準風格[][]...
但是在Derlphi中是支持的
  A[1, 1, 1] := 1;
  A[1][1][1] := 1;  // C標準風格
  A[1][1, 1] := 1;
  A[1, 1][1] := 1;
是一回事，DynamicArray只支持第一種形式估計是多載[]的時候偷懶了，畢竟std::vector的多維陣列是支持C標準風格的

uj5u.com熱心網友回復：

參考 2 樓 早打大打打核戰爭 的回復:

CB有動態陣列（實際是Delphi動態陣列型別），比std::vector方便，因為是編譯器管理的原生型別，和String一樣，不會出現記憶體泄露:
  DynamicArray<int> A;
  A.set_length((10, 10));
  A[1, 1] = 1;  //A[1][1] = 1; 不支持

唯一的問題是多維形式不支持C多維陣列的標準風格[][]...
但是在Derlphi中是支持的
  A[1, 1, 1] := 1;
  A[1][1][1] := 1;  // C標準風格
  A[1][1, 1] := 1;
  A[1, 1][1] := 1;
是一回事，DynamicArray只支持第一種形式估計是多載[]的時候偷懶了，畢竟std::vector的多維陣列是支持C標準風格的

這個我真沒用過，只是在一些第三方組件的源代碼里面見過，一般碰到需要使用容器的地方，還是直接上STL。。。

順便，CB有類似std::map的容器么？

uj5u.com熱心網友回復：

TDictionary

uj5u.com熱心網友回復：

為什么eb要搞一套自己的類模板。。直接用C++的STL不就好了？
我明白了，TDictionary或者DynamicArray，其實是給dephi用的。。。
這應該就是CB相對于DELPHI的優勢吧。。可以直接使用C++標準庫和STL，還有BOOST。。。

uj5u.com熱心網友回復：

不是給Delphi用的，那些本來就是Delphi型別，DynamicArray是Delphi原生的動態陣列型別，String是Delphi字串型別，TDictionary是Delphi類實作，只是映射到了CB中（Delphi編譯器生成了給CB用的.hpp和.lib）。CB不但能用標準C++的東西，還能使用大部分Delphi的東西，包括從Delphi類派生出C++類（但是不能從Delphi泛型類派生，只能建立泛型類實體），這都是編譯器深度融合的結果。

uj5u.com熱心網友回復：

我覺得應該把CB的編譯部分獨立出來，不過這樣的話，是不是就不能用VCL了？EB不會再為CB單獨寫一個C++版本的VCL和FMX了吧。。
其實這個作業微軟完全可以在VC中去完成，但是他們現在只在意C#。。。

uj5u.com熱心網友回復：

單獨寫一個C++版本的VCL和FMX需要對C++做大量擴展，這個作業已經用Delphi完成了，沒有必要重新做一次，而且VCL、FMX中的18000多個類是20多年積累的結果，重寫一遍是能寫死人的~~~

uj5u.com熱心網友回復：

我到現在還不是很清楚c++ builder和visual c++在底層的一些區別，只知道在開發的程序中，都使用C++作為開發語言，能不能給我科普一下。。。

還有一個問題就是執行效率，以現在最新的C++ builder和最新的visual c++做比較，誰生成的exe執行速度要更快一些？我猜是vc，但是快多少呢？剛才去網上搜了半天也沒搜到個結果，都是老版本之間的比較

uj5u.com熱心網友回復：

C++Builder 中 TStringDynArray 就是字串動態陣列


TStringDynArray SL;

SL.Length = 5;  //  就是有5行

String S;

for (int i = 0; i < SL.Length; i++)
{
  S += SL[i] + "|";
}

uj5u.com熱心網友回復：

參考 8 樓 早打大打打核戰爭 的回復:

單獨寫一個C++版本的VCL和FMX需要對C++做大量擴展，這個作業已經用Delphi完成了，沒有必要重新做一次，而且VCL、FMX中的18000多個類是20多年積累的結果，重寫一遍是能寫死人的~~~

先寫一個翻譯器，把Delphi代碼翻譯成C++的，不過全自動似乎不太可能。

uj5u.com熱心網友回復：

可預見的時間之內，自動翻譯是不可能的

uj5u.com熱心網友回復：

參考 9 樓 draculamx 的回復:

我到現在還不是很清楚c++ builder和visual c++在底層的一些區別，只知道在開發的程序中，都使用C++作為開發語言，能不能給我科普一下。。。

還有一個問題就是執行效率，以現在最新的C++ builder和最新的visual c++做比較，誰生成的exe執行速度要更快一些？我猜是vc，但是快多少呢？剛才去網上搜了半天也沒搜到個結果，都是老版本之間的比較

參考：https://codingforspeed.com/integer-performance-comparison-for-c-c-delphi/

底層實作有多大區別很難說，因為都不是開源的編譯器，不過CB XE3開始編譯器是基于clang/llvm修改的，倒是可以和gcc、clang/llvm比較，綜合來說，生成代碼運行性能最好的編譯器還是intel C++/intel Fortran，主要是它的RTL優化得非常好，很多部分是手工匯編代碼寫的，其他編譯器廠家沒有intel這種投入。

uj5u.com熱心網友回復：

參考 9 樓 draculamx 的回復:

我到現在還不是很清楚c++ builder和visual c++在底層的一些區別，只知道在開發的程序中，都使用C++作為開發語言，能不能給我科普一下。。。

還有一個問題就是執行效率，以現在最新的C++ builder和最新的visual c++做比較，誰生成的exe執行速度要更快一些？我猜是vc，但是快多少呢？剛才去網上搜了半天也沒搜到個結果，都是老版本之間的比較

其實CB或者VC，不外乎是IDE+編譯器+類別庫（一個是VCL，一個是MFC）。
IDE沒什么好說的，VC的代碼編輯器好用一點，主要是代碼提示，不過CB的IDE支持RAD界面設計，是VC沒法比的。
編譯器的話，CB的編譯器支持一些擴展的語法，比如屬性__property等，這個有博客介紹的。
類別庫的話，我的理解，就是包裝了Win32 API，以及對Windows訊息的封裝機制，這一方面，VCL領先MFC不止一代，可以參考李維的《Inside深入核心VCL架構剖析》，所以，使用VCL類別庫撰寫程式，用戶代碼非常簡潔，好比說，屬下（類別庫）辦事給力，經理（程式員）就當得輕松。MFC的類別庫，很多方法和原始的Win32 API函式大同小異，只是沒用的函式引數少了一些，而不是一大堆(0,0,0,NULL,NULL)，屬于淺包裝。而對訊息的封裝機制使用宏定義的方式進行訊息映射，相當落后，也導致了MFC程式的可讀性較差，廣受詬病。

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標籤：基礎類

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