C++ STL array容器和普通数组的比较

和 C++ 普通数组存储数据的方式一样，C++ 标准库保证使用 array 容器存储的所有元素一定会位于连续且相邻的内存中，通过如下代码也可以验证这一点：

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
    array<int, 5>a{1,2,3};
    cout << &a[2] << " " << &a[0] + 2 << endl;
    return 0;
}

输出结果为：

004FFD58 004FFD58

可以看到，a 容器中 &a[2] 和 &a[0] + 2 是相等的。因此在实际编程过程中，我们完全有理由去尝试，在原本使用普通数组的位置，改由 array 容器去实现。

用 array 容器替换普通数组的好处是，array 模板类中已经封装好了大量实用的方法，在提高开发效率的同时，代码的运行效率也会大幅提高。

举个例子，我们完全可以使用 array 容器去存储 char* 或 const char* 类型的字符串：

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
    array<char, 50>a{1,2,3};
    strcpy(&a[0], "https://www.xinbaoku.com/stl");
    printf("%s", &a[0]);
    return 0;
}

输出结果为：

https://www.xinbaoku.com/stl

注意，array 容器的大小必须保证能够容纳复制进来的数据，而且如果是存储字符串的话，还要保证在存储整个字符串的同时，在其最后放置一个\0作为字符串的结束符。此程序中，strcpy() 在拷贝字符串的同时，会自动在最后添加\0。

其实，代码中的 &a[0] 还可以用 array 模板类提供的 data() 成员函数来替换：

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
    array<char, 50>a{1,2,3};
    strcpy(a.data(), "https://www.xinbaoku.com/stl");
    printf("%s", a.data());
    return 0;
}

此程序和上面程序的输出结果完全相同。

注意，容器的迭代器和指针是不能混用的，即上面代码中不能用 a.begin() 来代替 &a[0] 或者 a.data[]，这可能会引发错误。

文章前面提到，使用 array 容器代替普通数组，最直接的好处就是 array 模板类中已经为我们写好了很多实用的方法，可以大大提高我们编码效率。例如，array 容器提供的 at() 成员函数，可以有效防止越界操纵数组的情况；fill() 函数可以实现数组的快速初始化；swap() 函数可以轻松实现两个相同数组（类型相同，大小相同）中元素的互换。

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
    array<char, 50>addr1{"https://www.xinbaoku.com"};
    array<char, 50>addr2{ "https://www.xinbaoku.com/stl" };
    addr1.swap(addr2);
    printf("addr1 is：%s\n", addr1.data());
    printf("addr2 is：%s\n", addr2.data());
    return 0;
}

运行结果为：

addr1 is：https://www.xinbaoku.com/stl
addr2 is：https://www.xinbaoku.com

另外，当两个 array 容器满足大小相同并且保存元素的类型相同时，两个 array 容器可以直接直接做赋值操作，即将一个容器中的元素赋值给另一个容器。比如：

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
    array<char, 50>addr1{ "https://www.xinbaoku.com" };
    array<char, 50>addr2{ "https://www.xinbaoku.com/stl" };
    addr1 = addr2;
    printf("%s", addr1.data());
    return 0;
}

运行结果为：

https://www.xinbaoku.com/stl

不仅如此，在满足以上 2 个条件的基础上，如果其保存的元素也支持比较运算符，就可以用任何比较运算符直接比较两个 array 容器。示例如下：

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
    array<char, 50>addr1{ "https://www.xinbaoku.com" };
    array<char, 50>addr2{ "https://www.xinbaoku.com/stl" };
    if (addr1 == addr2) {
        std::cout << "addr1 == addr2" << std::endl;
    }
    if (addr1 < addr2) {
        std::cout << "addr1 < addr2" << std::endl;
    }
    if (addr1 > addr2) {
        std::cout << "addr1 > addr2" << std::endl;
    }
    return 0;
}

运行结果为：

addr1 < addr2

两个容器比较大小的原理，和两个字符串比较大小是一样的，即从头开始，逐个取两容器中的元素进行大小比较（根据 ASCII 码表），直到遇到两个不相同的元素，那个元素的值大，则该容器就大。

总之，读者可以这样认为，array 容器就是普通数组的“升级版”，使用普通数组能实现的，使用 array 容器都可以实现，而且无论是代码功能的实现效率，还是程序执行效率，都比普通数组更高。

C++ STL array容器和普通数组的比较

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