C++ STL array容器和普通陣列的比較

和 C++ 普通陣列儲存資料的方式一樣，C++ 標準庫保證使用 array 容器儲存的所有元素一定會位於連續且相鄰的記憶體中，通過如下程式碼也可以驗證這一點：

#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;
}

輸出結果為：

004FFD58 004FFD58

可以看到，a 容器中 &a[2] 和 &a[0] + 2 是相等的。因此在實際程式設計過程中，我們完全有理由去嘗試，在原本使用普通陣列的位置，改由 array 容器去實現。

用 array 容器替換普通陣列的好處是，array 模板類中已經封裝好了大量實用的方法，在提高開發效率的同時，程式碼的執行效率也會大幅提高。

舉個例子，我們完全可以使用 array 容器去儲存 char* 或 const char* 型別的字串：

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

輸出結果為：

http://c.biancheng.net/stl

注意，array 容器的大小必須保證能夠容納複製進來的資料，而且如果是儲存字串的話，還要保證在儲存整個字串的同時，在其最後放置一個作為字串的結束符。此程式中，strcpy() 在拷貝字串的同時，會自動在最後新增。

其實，程式碼中的 &a[0] 還可以用 array 模板類提供的 data() 成員函數來替換：

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

此程式和上面程式的輸出結果完全相同。

注意，容器的疊代器和指標是不能混用的，即上面程式碼中不能用 a.begin() 來代替 &a[0] 或者 a.data[]，這可能會引發錯誤。

文章前面提到，使用 array 容器代替普通陣列，最直接的好處就是 array 模板類中已經為我們寫好了很多實用的方法，可以大大提高我們編碼效率。例如，array 容器提供的 at() 成員函數，可以有效防止越界操縱陣列的情況；fill() 函數可以實現陣列的快速初始化；swap() 函數可以輕鬆實現兩個相同陣列（型別相同，大小相同）中元素的互換。

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
    array<char, 50>addr1{"http://c.biancheng.net"};
    array<char, 50>addr2{ "http://c.biancheng.net/stl" };
    addr1.swap(addr2);
    printf("addr1 is：%sn", addr1.data());
    printf("addr2 is：%sn", addr2.data());
    return 0;
}

執行結果為：

addr1 is：http://c.biancheng.net/stl
addr2 is：http://c.biancheng.net

另外，當兩個 array 容器滿足大小相同並且儲存元素的型別相同時，兩個 array 容器可以直接直接做賦值操作，即將一個容器中的元素賦值給另一個容器。比如：

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

執行結果為：

http://c.biancheng.net/stl

不僅如此，在滿足以上 2 個條件的基礎上，如果其儲存的元素也支援比較運算子，就可以用任何比較運算子直接比較兩個 array 容器。範例如下：

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
    array<char, 50>addr1{ "http://c.biancheng.net" };
    array<char, 50>addr2{ "http://c.biancheng.net/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;
}

執行結果為：

addr1 < addr2

兩個容器比較大小的原理，和兩個字串比較大小是一樣的，即從頭開始，逐個取兩容器中的元素進行大小比較（根據 ASCII 碼表），直到遇到兩個不相同的元素，那個元素的值大，則該容器就大。

總之，讀者可以這樣認為，array 容器就是普通陣列的“升級版”，使用普通陣列能實現的，使用 array 容器都可以實現，而且無論是程式碼功能的實現效率，還是程式執行效率，都比普通陣列更高。