std::array 静态数组

（C++11引入的固定大小数组）

std::array是 C++标准库中的一个容器，它提供了固定大小的数组，具有以下特点：

一、优点

1. 类型安全：与传统的 C 风格数组不同，std::array是一个类型安全的容器，它知道自己的大小和元素类型。

2. 边界检查：可以通过at()成员函数进行边界检查，在访问元素时如果越界会抛出异常，增加了程序的安全性。

3. 支持迭代器：可以像其他标准容器一样使用迭代器进行遍历。

4. 可以直接传递给函数：不像 C 风格数组在传递给函数时会退化为指针，std::array可以直接作为参数传递给函数，保留了大小信息。

5. 与算法良好配合：可以直接使用标准算法库中的算法，无需进行特殊处理。

二、基本用法

1. 定义和初始化：

   std::array<int, 5> arr1 = {1, 2, 3, 4, 5};
   std::array<int, 5> arr2{6, 7, 8, 9, 10};

2. 访问元素：

   int firstElement = arr1[0];
   int secondElement = arr1.at(1);

3. 获取大小：

   std::size_t size = arr1.size();

4. 遍历：

   for (auto it = arr1.begin(); it!= arr1.end(); ++it) {
       std::cout << *it << " ";
   }

5. 比较：

   bool isEqual = (arr1 == arr2);
   bool isNotEqual = (arr1!= arr2);
   bool lessThan = (arr1 < arr2);
   // 等等其他比较操作

三、与其他容器和传统数组的转换

1. 转换为 C 风格数组：

   int* cStyleArray = arr1.data();

2. 转换为std::vector：

   std::vector<int> vec(arr1.begin(), arr1.end());

四、属性和方法

一、属性

1. 固定大小：在编译时确定大小，不能动态改变大小。

2. 存储在栈上或静态存储区：与std::vector不同，std::array通常存储在栈上或静态存储区，这可以提供更好的性能和内存局部性。

3. 类型安全：明确指定元素类型，避免了类型不匹配的错误。

二、方法

1. 构造函数：

   • array()：默认构造函数，创建一个空的std::array。

   • array( const T& value )：创建一个所有元素都初始化为给定值的std::array。

   • array( const std::array<T,N>& other )：复制构造函数，从另一个std::array创建新的std::array。

   • array( std::array<T,N>&& other )：移动构造函数，从另一个std::array移动创建新的std::array。

   • array( std::initializer_list<T> init )：使用初始化列表创建std::array。

2. 元素访问：

   • at( size_type pos )：返回指定位置的元素引用，进行边界检查，如果访问越界会抛出异常。

   • operator[]( size_type pos )：返回指定位置的元素引用，不进行边界检查，速度较快但不安全。

   • front()：返回第一个元素的引用。

   • back()：返回最后一个元素的引用。

   • data()：返回指向数组首元素的指针，可以用于与 C 风格的函数交互。

3. 容量相关：

   • size()：返回数组中元素的个数。

   • max_size()：返回数组能容纳的最大元素个数，与size()返回值相同。

   • empty()：判断数组是否为空，对于std::array总是返回false，因为它总是有元素。

4. 迭代器相关：

   • begin()：返回指向数组首元素的迭代器。

   • end()：返回指向数组尾元素后一个位置的迭代器。

   • cbegin()：返回指向数组首元素的常量迭代器。

   • cend()：返回指向数组尾元素后一个位置的常量迭代器。

   • rbegin()：返回指向数组尾元素的反向迭代器。

   • rend()：返回指向数组首元素前一个位置的反向迭代器。

   • crbegin()：返回指向数组尾元素的常量反向迭代器。

   • crend()：返回指向数组首元素前一个位置的常量反向迭代器。

5. 填充和交换：

   • fill( const T& value )：将数组中的所有元素设置为给定值。

   • swap( array& other )：交换两个std::array的内容。

五、应用场景

1. 需要固定大小数组且希望有更好的类型安全和功能支持时。

2. 与其他标准库组件（如算法、迭代器等）配合使用时。

3. 在需要传递数组给函数且希望保留大小信息时。

小结：

1、替代我们固定数组的结构

2、作为参数传递的时候，不用传长度，不用模板，可以保留大小信息。

3、很好结合了迭代器