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回复者：无情阁东雪 回复日期：2003-11-09 12:51:33
<br>内容：我们在使用vc进行比较复杂的编程时，经常需要用到复杂的数组结构，并希望能实现动态管理。由于C++并不支持动态数组，MFC提供了一个CArray类来实现动态数组的功能。有效的使用CArray类，可以提高程序的效率。<BR>MFC提供了一套模板库，来实现一些比较常见的数据结构如Array,List,Map。CArray即为其中的一个，用来实现动态数组的功能。<BR>CArray是从CObject派生,有两个模板参数，第一个参数就是CArray类数组元素的变量类型，后一个是函数调用时的参数类型。<BR>我们有一个类 class Object，我们要定义一个Object的动态数组，那么我们可以用以下两种方法： <BR><BR>CArray<Object,Object> Var1;<BR>CArray<Object,Object&> Var2;<BR><BR>Var1与Var2哪一个的效率要高呢？ Var2的效率要高。为什么呢？接下来我们对CArray的源代码做一个剖析就清楚了。<BR>先了解一下CArray中的成员变量及作用。TYPE* m_pData; // 数据保存地址的指针<BR>int m_nSize; // 用户当前定义的数组的大小<BR>int m_nMaxSize; // 当前实际分配的数组的大小<BR>int m_nGrowBy; // 分配内存时增长的元素个数<BR><BR>首先来看它的构造函数,对成员变量进行了初始化。 CArray<TYPE, ARG_TYPE>::CArray()<BR>{<BR> m_pData = NULL;<BR> m_nSize = m_nMaxSize = m_nGrowBy = 0;<BR>}<BR><BR>SetSize成员函数是用来为数组分配空间的，从这里着手，看CArray是如何对数据进行管理的。SetSize的函数定义如下： void SetSize( int nNewSize, int nGrowBy = -1 );<BR>nNewSize 指定数组的大小 <BR>nGrowBy 如果需要增加数组大小时增加的元素的个数。<BR>对SetSize的代码，进行分析。(由于代码太长，只列出部分重要部分) void CArray<TYPE, ARG_TYPE>::SetSize(int nNewSize, int nGrowBy)<BR>{<BR> if (nNewSize == 0)<BR> {<BR> // 第一种情况<BR> // 当nNewSize为0时,需要将数组置为空,<BR> // 如果数组本身即为空,则不需做任何处理<BR> // 如果数组本身已含有数据,则需要清除数组元素<BR> if (m_pData != NULL)<BR> {<BR> //DestructElements 函数实现了对数组元素析构函数的调用<BR> //不能使用delete m_pData 因为我们必须要调用数组元素的析构函数<BR> DestructElements<TYPE>(m_pData, m_nSize);<BR> //现在才能释放内存<BR> delete[] (BYTE*)m_pData;<BR> m_pData = NULL;<BR> }<BR> m_nSize = m_nMaxSize = 0;<BR> }<BR> else if (m_pData == NULL)<BR> {<BR> // 第二种情况<BR> // 当m_pData==NULL时还没有为数组分配内存<BR> //首先我们要为数组分配内存，sizeof(TYPE)可以得到数组元素所需的字节数<BR> //使用new 数组分配了内存。注意，没有调用构造函数<BR> m_pData = (TYPE*) new BYTE[nNewSize * sizeof(TYPE)];<BR> //下面的函数调用数组元素的构造函数<BR> ConstructElements<TYPE>(m_pData, nNewSize);<BR> //记录下当前数组元素的个数<BR> m_nSize = m_nMaxSize = nNewSize;<BR> }<BR> else if (nNewSize <= m_nMaxSize)<BR> {<BR> // 第三种情况<BR> // 这种情况需要分配的元素个数比已经实际已经分配的元素个数要少<BR> if (nNewSize > m_nSize)<BR> {<BR> // 需要增加元素的情况<BR> // 与第二种情况的处理过程，既然元素空间已经分配，<BR> // 只要调用新增元素的构造函数就Ok<BR> ConstructElements<TYPE>(&m_pData[m_nSize], nNewSize-m_nSize);<BR> }<BR> else if (m_nSize > nNewSize)<BR> {<BR> // 现在是元素减少的情况，我们是否要重新分配内存呢?<BR> // No,这种做法不好，后面来讨论。<BR> // 下面代码释放多余的元素,不是释放内存，只是调用析构函数<BR> DestructElements<TYPE>(&m_pData[nNewSize], m_nSize-nNewSize);<BR> }<BR> m_nSize = nNewSize;<BR> }<BR> else<BR> {<BR> //这是最糟糕的情况，因为需要的元素大于m_nMaxSize，<BR> // 意味着需要重新分配内存才能解决问题<BR><BR> // 计算需要分配的数组元素的个数<BR> int nNewMax;<BR> if (nNewSize < m_nMaxSize + nGrowBy)<BR> nNewMax = m_nMaxSize + nGrowBy;<BR> else<BR> nNewMax = nNewSize; <BR> // 重新分配一块内存<BR> TYPE* pNewData = (TYPE*) new BYTE[nNewMax * sizeof(TYPE)];<BR> //实现将已有的数据复制到新的的内存空间<BR> memcpy(pNewData, m_pData, m_nSize * sizeof(TYPE));<BR> // 对新增的元素调用构造函数<BR> ConstructElements<TYPE>(&pNewData[m_nSize], nNewSize-m_nSize);<BR><BR> //释放内存<BR> delete[] (BYTE*)m_pData;<BR><BR> //将数据保存<BR> m_pData = pNewData;<BR> m_nSize = nNewSize;<BR> m_nMaxSize = nNewMax;<BR> }<BR>}<BR><BR>注意上面代码中标注为粗体的代码，它们实现了对象的构造与析构。如果我们只为对象分配内存，却没有调用构造与析构函数，会不会有问题呢?<BR>如果只是使用c++的基本数据类型,如果int,long，那的确不会有什么问题。如果使用的是一个类，比如下面的类： class Object<BR>{<BR>public:<BR> Object(){ ID = 0; }<BR> ~Object();<BR>protected:<BR> int ID;<BR>};<BR>我们只为Object类分配了空间，也能正常使用。但是，类的成员变量ID的值却是不定的，因为没有初始化。如果是一个更复杂的组合类，在构造函数中做了许多工作，那可能就不能正常运行了。<BR>同样，删除的数组元素时，也一定要调用它的析构函数。<BR>我们来看下面的Preson类 class Preson<BR>{<BR>public: <BR> Preson()<BR> {<BR> name = new char[10];<BR> }<BR> ~Preson()<BR> {<BR> delete []name;<BR> }<BR> char* name;<BR> int age;<BR>}<BR>如果我没调用构造函数，那么对name操作肯定会出错。我们调用了构造函数后，删除元素时，如果不调用析构函数，那么，name所指向的内存不能正确释放，就会造成内存泄漏。<BR><BR>我们来看一下ConstructElements与DestructElements如何实现构造与析构函数的调用。<BR>下面是ConstructElements函数的实现代码template<class TYPE><BR>AFX_INLINE void AFXAPI ConstructElements(TYPE* pElements, int nCount)<BR>{<BR> // first do bit-wise zero initialization<BR> memset((void*)pElements, 0, nCount * sizeof(TYPE));<BR><BR> for (; nCount--; pElements++)<BR> ::new((void*)pElements) TYPE;<BR>}<BR>ConstructElements是一个模板函数。对构造函数的调用是通过标为黑体的代码实现的。可能很多人不熟悉new 的这种用法，它可以实现指定的内存空间中构造类的实例，不会再分配新的内存空间。类的实例产生在已经分配的内存中，并且new操作会调用对象的构造函数。因为vc中没有办法直接调用构造函数，而通过这种方法，巧妙的实现对构造函数的调用。<BR>再来看DestructElements 函数的代码template<class TYPE><BR>AFX_INLINE void AFXAPI DestructElements(TYPE* pElements, int nCount)<BR>{<BR> for (; nCount--; pElements++)<BR> pElements->~TYPE();<BR>}<BR>DestructElements函数同样是一个模板函数，实现很简单，直接调用类的析构函数即可。 <BR>如果定义一个CArray对象 CArray<Object,Object&> myObject ，对myObject就可象数组一样，通过下标来访问指定的数组元素。通过[]来访问数组元素是如何实现的呢？其实只要重载运算符[]即可。<BR>CArray[]有两种实现，区别在于返回值不同。我们来看看代码： <BR><BR>template<class TYPE, class ARG_TYPE><BR>AFX_INLINE TYPE CArray<TYPE, ARG_TYPE>::operator[](int nIndex) const<BR> { return GetAt(nIndex); }<BR>template<class TYPE, class ARG_TYPE><BR>AFX_INLINE TYPE& CArray<TYPE, ARG_TYPE>::operator[](int nIndex)<BR> { return ElementAt(nIndex); }<BR>前一种情况是返回的对象的实例，后一种情况是返回对象的引用。分别调用不同的成员函数来实现。我们来比较一下这两个函数的实现(省略部分): TYPE GetAt(int nIndex) const<BR> { ASSERT(nIndex >= 0 && nIndex < m_nSize);<BR> return m_pData[nIndex]; }<BR>TYPE& ElementAt(int nIndex)<BR> { ASSERT(nIndex >= 0 && nIndex < m_nSize);<BR> return m_pData[nIndex]; }<BR>除了返回值不同，其它都一样，有什么区别吗？我们来看一个实例说明。 CArray<int,int&> arrInt;<BR>arrInt.SetSize(10);<BR>int n = arrInt.GetAt(0);<BR>int& l = arrInt.ElementAt(0);<BR>cout << arrInt[0] <<endl;<BR>n = 10;<BR>cout << arrInt[0] <<endl;<BR>l = 20;<BR>count << arrInt[0] << endl;<BR>结果会发现，n的变化不会影响到数组，而l的变化会改变数组元素的值。实际即是对C++中引用运算符的运用。<BR>CArray下标访问是非安全的，它并没有超标预警功能。虽然使用ASSERT提示，但下标超范围时没有进行处理，会引起非法内存访问的错误。<BR>前面谈到模板实例化时有两个参数，后一个参数一般用引用，为什么呢？看看Add成员函数就可以明。Add函数的作用是向数组添加一个元素。下面是它的定义： int CArray<TYPE, ARG_TYPE>::Add(ARG_TYPE newElement)<BR>Add函数使用的参数是模板参数的二个参数，也就是说，这个参数的类型是我们来决定的，可以使用Object或Object&的方式。熟悉C++的朋友都知道，传引用的效率要高一些。如果是传值的话，会在堆栈中再产生一个新的对象，需要花费更多的时间。<BR>下面来分析一下Add函数的代码：<BR>template<class TYPE, class ARG_TYPE><BR>AFX_INLINE int CArray<TYPE, ARG_TYPE>::Add(ARG_TYPE newElement)<BR>{<BR> int nIndex = m_nSize;<BR> SetAtGrow(nIndex, newElement);<BR> return nIndex; <BR>}<BR>它实际是通过SetAtGrow函数来完成这个功能的，它的作用是设置指定元素的值。下面是SetAtGrow的代码： template<class TYPE, class ARG_TYPE><BR>void CArray<TYPE, ARG_TYPE>::SetAtGrow(int nIndex, ARG_TYPE newElement)<BR>{<BR> if (nIndex >= m_nSize)<BR> SetSize(nIndex+1, -1);<BR> m_pData[nIndex] = newElement;<BR>}<BR>SetAtGrow的实现也很简单，如果指定的元素已经存在，就把改变指定元素的值。如果指定的元素不存在，也就是 nIndex>=m_nSize的情况，就调用SetSize来调整数组的大小。<BR>其实，到这里，大家对CArray类的内部实现有了一定的了解，只要看看MSDN的文档，就可以灵活运用了。
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回复者：zgt 回复日期：2003-11-12 10:56:26
<br>内容： 谢谢大家！！！
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