C++ STL array容器訪問元素的幾種方式

更新時間：2021年01月21日 10:43:00 作者：c語言中文網

這篇文章主要介紹了C++ STL array容器訪問元素的幾種方式，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

當 array 容器創(chuàng)建完成之后，最常做的操作就是獲取其中的元素，甚至有時還會通過循環(huán)結構獲取多個元素。本節(jié)就對獲取容器中元素的方法做個匯總。

訪問array容器中單個元素

首先，可以通過容器名[]的方式直接訪問和使用容器中的元素，這和 C++ 標準數組訪問元素的方式相同，例如：

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

此行代碼中，第 5 個元素的值被賦值為右邊表達式的值。需要注意的是，使用如上這樣方式，由于沒有做任何邊界檢查，所以即便使用越界的索引值去訪問或存儲元素，也不會被檢測到。

為了能夠有效地避免越界訪問的情況，可以使用 array 容器提供的 at() 成員函數，例如 :

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

這行代碼和前一行語句實現的功能相同，其次當傳給 at() 的索引是一個越界值時，程序會拋出 std::out_of_range 異常。因此當需要訪問容器中某個指定元素時，建議大家使用 at()，除非確定索引沒有越界。

讀者可能有這樣一個疑問，即為什么 array 容器在重載 [] 運算符時，沒有實現邊界檢查的功能呢？答案很簡單，因為性能。如果每次訪問元素，都去檢查索引值，無疑會產生很多開銷。當不存在越界訪問的可能時，就能避免這種開銷。

除此之外，array 容器還提供了 get<n> 模板函數，它是一個輔助函數，能夠獲取到容器的第 n 個元素。需要注意的是，該模板函數中，參數的實參必須是一個在編譯時可以確定的常量表達式，所以它不能是一個循環(huán)變量。也就是說，它只能訪問模板參數指定的元素，編譯器在編譯時會對它進行檢查。

下面代碼展示了如何使用 get<n> 模板函數：

#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，會發(fā)生編譯錯誤
  return 0;
}

運行結果為：
four

另外，array 容器提供了 data() 成員函數，通過調用該函數可以得到指向容器首個元素的指針。通過該指針，我們可以獲得容器中的各個元素，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;
}

運行結果為：
2

訪問array容器中多個元素

我們知道，array 容器提供的 size() 函數能夠返回容器中元素的個數（函數返回值為 size_t 類型），所以能夠像下面這樣去逐個提取容器中的元素，并計算它們的和：

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

size() 函數的存在，為 array 容器提供了標準數組所沒有的優(yōu)勢，即能夠知道它包含多少元素。

并且，接受數組容器作為參數的函數，只需要通過調用容器的成員函數 size()，就能得到元素的個數。除此之外，通過調用 array 容器的 empty() 成員函數，即可知道容器中有沒有元素（如果容器中沒有元素，此函數返回 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，很少會創(chuàng)建空的 array 容器，因為當生成一個 array 容器時，它的元素個數就固定了，而且無法改變，所以生成空 array 容器的唯一方法是將模板的第二個參數指定為 0，但這種情況基本不可能發(fā)生。

array 容器之所以提供 empty() 成員函數的原因，對于其他元素可變或者元素可刪除的容器（例如 vector、deque 等）來說，它們使用 empty() 時的機制是一樣的，因此為它們提供了一個一致性的操作。

除了借助 size() 外，對于任何可以使用迭代器的容器，都可以使用基于范圍的循環(huán)，因此能夠更加簡便地計算容器中所有元素的和，比如：

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

下面是一個示例，展示了本節(jié)關于如何獲取 array 容器中元素所講到的知識：

#include <iostream>
#include <iomanip> 
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
  array<int, 5> values1;
  array<int, 5> values2;
  //初始化 values1 為 {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 為{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;
}

運行結果為：