C++Array类模板编写笔记

C++Array类模板

         函数模板和类模板都属于泛型技术，利用函数模板和类模板来创建一个具有通用功能的函数和类，以支持多种不同的形参，从而进一步简化重载函数的函数体设计。

        声明方法：template<typename/class 标识符（T）>

        函数声明（通用形参使用标识符（T）代替）

//Array.h
#ifndef ARRAY_H
#define ARRAY_H
#include<cassert>

template<class T>
class Array
{
private:
    T* m_list;
    int m_size;

public:
    //构造函数
    Array(int sz=50);
    //拷贝构造函数
    Array(const Array<T>&a);
    //析构函数
    ~Array();
    //重载“=”可以让数组对象整体赋值
    Array<T>& operator=(const Array<T>& rhs);
    //重载“[]”使Array对象可以索引指定位置数据
    T& operator[](int i); //此处必须返回引用，若返回值，则无法直接进行运算，变量使用完毕后便被销毁
    //“[]”针对const的重载
    const T& operator[](int i) const;
    //重载T*类型转换
    operator T*();
    //“T*”针对const的重载
    operator const T*() const;
    //获取数组大小
    int getSize() const;
    //改变数组大小
    void resize(int sz);
};

template<class T>
Array<T>::Array(int sz)
{
    assert(sz);
    m_size=sz;
    m_list=new T[m_size];
}

template<class T>
Array<T>::Array(const Array<T>& a)
{
    //浅复制
    m_size=a.m_size;
    m_list=a.m_list;
    //深复制
    m_size=a.m_size;
    m_list=new T[m_size];
    for (int i = 0; i < m_size; i++)
    {
        m_list[i]=a.m_list[i];
    }
}

template<class T>
Array<T>::~Array()
{
    delete[] m_list;
}

template<class T>
Array<T>& Array<T>::operator=(const Array<T>& chs)
{
    if (&chs!=this)
    {
        if (chs.m_size!=this.m_size)
        {
            delete[] m_list;
            m_size=chs.m_size;
            m_list=new T[m_size];
        }
        for (int i = 0; i < m_size; i++)
            {
                this.m_list[i]=chs.m_list[i];
            }
    }
    return *this;
}

template<class T>
//此处引用有两点：1.不能返回临时变量，否则引用无值索引；2.此处必须为引用，若为值类型，操作数必须为左值。
T& Array<T>::operator[](int i)
{
    assert(i>=0&&i<m_size);
    //有待测试
    /*T temp=m_list[i];
    return temp;*/
    return m_list[i];
}

template<class T>
Array<T>::operator T*()
{
    return m_list;
}

template<class T>
int Array<T>::getSize() const
{
    return m_size;
}

template<class T>
void Array<T>::resize(int sz)
{
    assert(sz>=0);
    if (sz==m_size)
    {
        return;
    }
    else
    {
        T* Newlist=new T[sz];
        int n=(m_size<sz)?m_size:sz;
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            Newlist[i]=m_list[i];
        }
        delete[] m_list;
        m_list=Newlist;
        m_size=sz;
        delete[] Newlist;
    }
}
#endif

           在本次我编写的Array类模板中，可以看出类模板的本质还是函数模板构成的。同时，在此次编写类模板的过程中，深刻地体会了C++的三个知识点。

分别是拷贝构造函数的深复制与浅复制，成员函数与非成员函数运算符重载，返回值与返回引用的区别。接下来，将详细说这三个知识点。

1. 拷贝构造函数的深复制与浅复制：拷贝构造函数，是以对象的引用作为形参，并用const常量约束。若对象为头指针和线性空间存储数据的形式，浅复制，则是只复制了头指针和空间大小，而未真正意义上实现线性空间的数据复制；而深复制，则将被复制对象的线性空间所有的数据依次赋予对象。
2. 成员函数运算符重载和非成员函数运算符重载的区别：成员函数在二目运算符中，只需要一个形参，另外一个为本对象的this指针；而非成员函数在二目运算符中，则需要两个形参。
3. 返回值与返回引用的区别：返回值，即生成了return变量的拷贝，在使用后，临时变量就将被销毁。因此，返回值后不能做左值运算。返回引用，即生成对return变量的别名，可对此变量操作，进行左值运算。但返回引用，返回的不能是临时变量，必须是类成员变量或局部静态变量或传入的引用形参。