C++動態數組詳解

一、動態數組概述

動態數組是一種可以動態增加或減少大小的數據結構，它可以根據需要實時改變數組大小。動態數組可以在程序運行時根據需求分配內存，相比於靜態數組，這樣可以更好的控制內存的使用，同時可以減少浪費。

二、動態數組實現原理

實現一個動態數組需要維護一個指針，指向當前動態數組中的內存塊。當數組需要擴容時，程序需要申請一個更大的內存塊，將原有元素複製到新的內存塊中，這時可以將原有內存塊刪除，並將指針指向新的內存塊。在縮小數組大小時，同樣需要按照類似的方式操作。

三、動態數組的優缺點

優點：

1、動態數組可以根據需要實時改變數組大小，可以更好的控制內存的使用。

2、相比於靜態數組，動態數組可以減少浪費。

缺點：

1、動態數組需要額外的內存儲存指針，由於動態數組的增長通常是指數級別的，因此會產生較大的內存開銷。

2、由於動態數組的內存分配不是連續的存儲空間，因此數組元素的訪問效率不如靜態數組高。

四、動態數組實現代碼

#include <iostream>
using namespace std;

class DynamicArray {
private:
  int *pData;//指向動態數組的指針
  int m_size;//動態數組的大小
  int m_nLength;//動態數組的長度

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、動態數組的使用示例

我們可以使用上述的動態數組代碼進行測試。

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、小結

本文詳細介紹了C++動態數組的概念、實現原理、優缺點以及代碼實現。動態數組是一個非常實用的數據結構，可以幫助我們更好的控制內存的使用，管理數據。使用動態數組時，需要注意動態數組的內存開銷和訪問效率。