数组类的创建（上）

线性表会被误用线性表会被当做数组用 ---》》数组类

1、 数组类继承图

对象模拟数组的行为

原生数组

不会发现是否越界
不能直接复制
不能提供其长度信息

2、数组类需求分析

创建数组类替代C++中的原生数组的使用
数组类包含长度信息
数组类能够发现数组越界访问

3、Array的设计要点

抽象类模板，存储空间的位置和大小由子类完成
重载数组操作符，判断访问下标是否合法
提供数组长度的抽象访问函数
提供数组对象间的复制

template <typename T>  
class Array : public Object  
{  
protected:  
    T* m_array;  
public:  
    virtual bool set(int i,const T& e) ；
    virtual bool get(int i,T& e) const；
    virtual int length() const = 0 ; 
    T* array() const;
  
    T& operator [] (int i)；
    T operator [] (int i) const ；
}；

note：

T* m_array 指向一段内存空间该空间保存数组中元素的位置（有可能堆空间也有可能是栈空间）
int length() const =0 获取数组长度设置为纯虚函数则有
- 当前类为抽象父类，用于被继承
- 实现在子类中完成

//Array.h

 1 #ifndef _ARRAY_H_
 2 #define _ARRAY_H_
 3 
 4 #include "Object.h"
 5 #include "Exception.h"
 6 
 7 namespace DataStructureLib
 8 {
 9 template <typename T>
10 class Array : public Object
11 {
12 protected:
13     T* m_array;
14 public:
15     virtual bool set(int i, const T& e)  //O(1)
16     {
17         bool ret = ( 0<=i ) && (i < length());
18         if (ret){
19             m_array[i] = e;
20         }
21 
22         return ret;
23     }
24 
25     virtual bool get(int i, T& e) const //O(1)
26     {
27         bool ret = ( 0<=i ) && (i < length());
28 
29         if(ret){
30             e = m_array[i];
31         }
32 
33         return ret;
34     }
35 
36     virtual int length() const = 0;
37 
38     //数组访问操作符
39     T& operator[](int i)  //O(1)
40     {
41         if (( 0<=i ) && (i < length())){
42             return m_array[i];
43         }else{
44             THROW_EXCEPTION(IndexOutOfBoundsException,"Parameter i is invalid ....");
45         }
46     }
47 
48     T operator [](int i) const //O(1)
49     {
50        return (const_cast<Array<T>&>(*this))[i];
51     }
52 };
53 
54 }
55 
56 #endif // _ARRAY_H_

4、StaticArray设计要点

类模板
封装原生数组类
使用模板参数决定数组大小（原生数组的表现形式即 StaticArray 里面的一个成员）
实现函数返回数组长度
拷贝构造和赋值的操作（原生数组不能直接复制）

StaticArray 类的声明

 1 template <typename T,int N>  
 2 class StaticArray : public Array<T>  
 3 {  
 4 protected:  
 5     T m_space[N];  
 6 public:  
 7     StaticArray() ；
 8     
 9     StaticArray(const StaticArray<T,N>& obj)； 
10     StaticArray<T,N>& operator= (const StaticArray<T,N>& obj)；
11     
12     int length() const；
13 }；

Staticarray.h

 1 #ifndef STATICARRAY_H
 2 #define STATICARRAY_H
 3 #include "array.h"
 4 
 5 namespace  DataStructureLib
 6 {
 7 template <typename  T,int N>
 8 class StaticArray :public Array<T>
 9 {
10 protected:
11     T m_space[N];
12 public:
13     StaticArray ()
14     {
15         this->m_array=m_space;
16     }
17 
18     //拷贝构造和赋值
19     StaticArray(const StaticArray<T,N>& obj )
20     {
21         this->m_array=m_space;
22         for(int i=0;i<N;i++)
23         {
24             this->m_array[i]=obj.m_array[i];
25         }
26     }
27 
28     StaticArray<T,N> operator =(const StaticArray<T,N>& obj)
29     {
30 
31         if(this!=&obj)
32         {
33           for(int i=0;i<N;i++)
34          {
35              this->m_array[i]=obj.m_array[i];
36          }
37         }
38     return *this;
39     }
40 
41      int length()const
42      {
43          return N;
44      }
45 };
46 }
47 #endif // STATICARRAY_H

main.cpp

#include <iostream>
#include "Exception.h"
#include "staticarray.h"

using namespace std;
using namespace DTLib;

int main()
{
     StaticArray<int,5> s1;

     for(int i=0;i<s1.length();i++)
     {
         s1[i]=i*i;
     }


     for(int i=0;i<s1.length();i++)
     {
         cout<<s1[i]<<endl;
     }

     StaticArray<int ,5> s2;

     s2=s1;

     for(int i=0;i<s2.length();i++)
     {
         cout<<s2[i]<<endl;
     }

    int s3[5];
    s3[6]=100;//正常数组越界，不会报错不会异常难以调试
    try
     {
         s2[6]=0;//越界报异常
     }
     catch(Exception& e)  //Exception是一个抽象类  catch(Exception e)会出错 ：抽象类不能实例化  所以需要用引用或者指针
     {
         cout<<e.location()<<endl;
         cout<<e.message()<<endl;
     }
     return 0;
}

得到

数组类的创建（上）

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