C++动态数组详解

TZJIN • 2025-01-21 17:30 • 编程

一、动态数组概述

动态数组是一种可以动态增加或减少大小的数据结构，它可以根据需要实时改变数组大小。动态数组可以在程序运行时根据需求分配内存，相比于静态数组，这样可以更好的控制内存的使用，同时可以减少浪费。

二、动态数组实现原理

实现一个动态数组需要维护一个指针，指向当前动态数组中的内存块。当数组需要扩容时，程序需要申请一个更大的内存块，将原有元素复制到新的内存块中，这时可以将原有内存块删除，并将指针指向新的内存块。在缩小数组大小时，同样需要按照类似的方式操作。

三、动态数组的优缺点

优点：

1、动态数组可以根据需要实时改变数组大小，可以更好的控制内存的使用。

2、相比于静态数组，动态数组可以减少浪费。

缺点：

1、动态数组需要额外的内存储存指针，由于动态数组的增长通常是指数级别的，因此会产生较大的内存开销。

2、由于动态数组的内存分配不是连续的存储空间，因此数组元素的访问效率不如静态数组高。

四、动态数组实现代码

#include <iostream>
using namespace std;

class DynamicArray {
private:
  int *pData;//指向动态数组的指针
  int m_size;//动态数组的大小
  int m_nLength;//动态数组的长度

public:
  DynamicArray(int size) 
  {
    m_size = size;
    m_nLength = 0;
    pData = new int[m_size];
  }

  ~DynamicArray(void) 
  {
    delete[] pData;
  }

  void ReSize(int newSize) 
  {
    int *pNewData = new int[newSize];

    memcpy(pNewData, pData, sizeof(int) * m_nLength);

    delete[] pData;

    pData = pNewData;

    m_size = newSize;
  }

  void Add(int element) 
  {
    if (m_nLength == m_size) 
    {
      ReSize(m_size * 2);
    }

    pData[m_nLength++] = element;
  }

  void RemoveAt(int nIndex) 
  {
    if (nIndex >= m_nLength || nIndex < 0) 
    {
      return;
    }

    for (int i = nIndex; i < m_nLength - 1; i++) 
    {
      pData[i] = pData[i + 1];
    }

    m_nLength--;

    if (m_nLength < m_size / 2) 
    {
      ReSize(m_size / 2);
    }
  }
};

五、动态数组的使用示例

我们可以使用上述的动态数组代码进行测试。

int main() {
  DynamicArray arr(10);
  arr.Add(1);
  arr.Add(2);
  arr.Add(3);
  arr.Add(4);
  arr.Add(5);
  arr.Add(6);

  arr.RemoveAt(3);

  for (int i = 0; i < arr.GetSize(); i++) 
  {
    cout << arr[i] << " ";
  }

  return 0;
}

六、小结

本文详细介绍了C++动态数组的概念、实现原理、优缺点以及代码实现。动态数组是一个非常实用的数据结构，可以帮助我们更好的控制内存的使用，管理数据。使用动态数组时，需要注意动态数组的内存开销和访问效率。

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