C++ STL array容器访问元素的几种方式

当 array 容器创建完成之后，最常做的操作就是获取其中的元素，甚至有时还会通过循环结构获取多个元素。本节就对获取容器中元素的方法做个汇总。

访问array容器中单个元素

首先，可以通过容器名[]的方式直接访问和使用容器中的元素，这和 C++ 标准数组访问元素的方式相同，例如：

values[4] = values[3] + 2.O*values[1];

此行代码中，第 5 个元素的值被赋值为右边表达式的值。需要注意的是，使用如上这样方式，由于没有做任何边界检查，所以即便使用越界的索引值去访问或存储元素，也不会被检测到。

为了能够有效地避免越界访问的情况，可以使用 array 容器提供的 at() 成员函数，例如 :

values.at (4) = values.at(3) + 2.O*values.at(1);

这行代码和前一行语句实现的功能相同，其次当传给 at() 的索引是一个越界值时，程序会抛出 std::out_of_range 异常。因此当需要访问容器中某个指定元素时，建议大家使用 at()，除非确定索引没有越界。

读者可能有这样一个疑问，即为什么 array 容器在重载 [] 运算符时，没有实现边界检查的功能呢？答案很简单，因为性能。如果每次访问元素，都去检查索引值，无疑会产生很多开销。当不存在越界访问的可能时，就能避免这种开销。

除此之外，array 容器还提供了 get<n> 模板函数，它是一个辅助函数，能够获取到容器的第 n 个元素。需要注意的是，该模板函数中，参数的实参必须是一个在编译时可以确定的常量表达式，所以它不能是一个循环变量。也就是说，它只能访问模板参数指定的元素，编译器在编译时会对它进行检查。

下面代码展示了如何使用 get<n> 模板函数：

#include <iostream>
#include <array>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  array<string, 5> words{ "one","two","three","four","five" };
  cout << get<3>(words) << endl; // Output words[3]
  //cout << get<6>(words) << std::endl; //越界，会发生编译错误
  return 0;
}

运行结果为：
four

另外，array 容器提供了 data() 成员函数，通过调用该函数可以得到指向容器首个元素的指针。通过该指针，我们可以获得容器中的各个元素，例如：

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
  array<int, 5> words{1,2,3,4,5};
  cout << *( words.data()+1);
  return 0;
}

运行结果为：
2

访问array容器中多个元素

我们知道，array 容器提供的 size() 函数能够返回容器中元素的个数（函数返回值为 size_t 类型），所以能够像下面这样去逐个提取容器中的元素，并计算它们的和：

double total = 0;
for(size_t i = 0 ; i < values.size() ; ++i)
{
  total += values[i];
}

size() 函数的存在，为 array 容器提供了标准数组所没有的优势，即能够知道它包含多少元素。

并且，接受数组容器作为参数的函数，只需要通过调用容器的成员函数 size()，就能得到元素的个数。除此之外，通过调用 array 容器的 empty() 成员函数，即可知道容器中有没有元素（如果容器中没有元素，此函数返回 true），如下所示：

if(values.empty())
  std::cout << "The container has no elements.\n";
else
  std::cout << "The container has "<< values.size()<<"elements.\n";

然而，很少会创建空的 array 容器，因为当生成一个 array 容器时，它的元素个数就固定了，而且无法改变，所以生成空 array 容器的唯一方法是将模板的第二个参数指定为 0，但这种情况基本不可能发生。

array 容器之所以提供 empty() 成员函数的原因，对于其他元素可变或者元素可删除的容器（例如 vector、deque 等）来说，它们使用 empty() 时的机制是一样的，因此为它们提供了一个一致性的操作。

除了借助 size() 外，对于任何可以使用迭代器的容器，都可以使用基于范围的循环，因此能够更加简便地计算容器中所有元素的和，比如：

double total = 0;
for(auto&& value : values)
  total += value;

下面是一个示例，展示了本节关于如何获取 array 容器中元素所讲到的知识：

#include <iostream>
#include <iomanip> 
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
  array<int, 5> values1;
  array<int, 5> values2;
  //初始化 values1 为 {0,1,2,3,4}
  for (size_t i = 0; i < values1.size(); ++i)
  {
    values1.at(i) = i;
  }
  cout << "values1[0] is : " << values1[0] << endl;
  cout << "values1[1] is : " << values1.at(1) << endl;
  cout << "values1[2] is : " << get<2>(values1) << endl;
  //初始化 values2 为{10，11，12，13，14}
  int initvalue = 10;
  for (auto& value : values2)
  {
    value = initvalue;
    initvalue++;
  }
  cout << "Values1 is : ";
  for (auto i = values1.begin(); i < values1.end(); i++) {
    cout << *i << " ";
  }
  cout << endl << "Values2 is : ";
  for (auto i = values2.begin(); i < values2.end(); i++) {
    cout << *i << " ";
  }
  return 0;
}

运行结果为：

values1[0] is : 0
values1[1] is : 1
values1[2] is : 2
Values1 is : 0 1 2 3 4
Values2 is : 10 11 12 13 14

到此这篇关于C++ STL array容器访问元素的几种方式的文章就介绍到这了,更多相关C++ STL array容器访问元素内容请搜索自由互联以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自由互联！