C++实现动态线性表

在本文中，我们将深入探讨如何使用C++实现动态线性表，也称为动态数组。动态线性表是一种数据结构，允许在运行时改变其大小，以适应存储需求的变化。在C++中，我们可以利用类和动态内存分配来实现这一目标。 我们创建一个名为`Vector`的类，它模拟了C++标准库中的`std::vector`。这个类包含三个私有成员变量： 1. `_first`：指向线性表中第一个元素的指针。 2. `_finish`：指向线性表中最后一个有效元素的下一个位置。 3. `_endofstorage`：指向当前分配的容量的下一个位置。 类的构造函数初始化这些指针，创建一个初始容量为3的空数组。拷贝构造函数用于创建`Vector`对象的副本，而赋值运算符重载（`operator=`）则确保深拷贝，防止浅拷贝导致的问题。 `Size()`方法返回线性表的有效元素数量，通过计算`_finish`和`_first`之间的距离。`Capacity()`方法返回当前分配的总容量，即`_endofstorage`和`_first`之间的距离。 `Expand()`方法用于增加线性表的容量。当尝试添加新元素而当前容量不足时，该方法会被调用。在这里，我们创建一个新数组，将旧数组的内容复制到新数组，然后释放旧数组，并更新指针。 `PushBack()`方法在数组末尾插入一个元素。如果当前容量不足，`Expand()`方法会先被调用。然后，将新元素放置在`_finish`所指向的位置，并更新`_finish`。 `Reserve()`方法允许预先指定容量，确保线性表能容纳至少n个元素。如果当前容量小于n，`Expand()`方法将被调用。 `PopBack()`方法移除并返回最后一个元素，通过将`_finish`指针向前移动一位实现。注意，这并不调整实际容量，只是减少有效元素数量。 `Insert()`方法在指定位置插入一个元素。它首先检查是否需要扩展容量，然后将从插入位置到末尾的所有元素依次后移，最后在指定位置插入新元素。 `Erase()`方法删除指定位置的元素，同样需要将后续元素前移。`Find()`方法查找并返回给定元素的索引，如果未找到则返回`npos`。 `Print()`方法用于调试，它遍历并输出线性表的所有元素。 在`Vector.cpp`文件中，我们实现了类的成员函数，包括赋值运算符的重载。这里使用了“swap idiom”，通过传值参数调用拷贝构造函数创建一个临时对象，然后交换当前对象和临时对象的内部状态，以完成赋值操作。 这个C++实现的动态线性表使用了指针和动态内存管理来创建一个可变大小的数组。它提供了多种操作，如插入、删除、查找和容量调整，这些都是线性表的基本操作。这种实现方式对于理解动态数组的工作原理非常有帮助，同时也展示了C++中面向对象编程的一些特性。