c++ - 当大小是变量而不是常量时如何创建数组？

Question

我有一个接收变量 int 的方法。该变量构成一个数组大小(请不要给我一个 vector )。因此，我需要在我的方法中初始化一个 const int 来初始化一个特定大小的数组。问题:我该怎么做？

void foo(int variable_int){
    int a[variable_int] = {0}; //error
}

Answer 1

您要求非 vector 解决方案，但让我们重新审视一下，因为您可能出于错误的原因拒绝了它。您不必担心性能，因为在任何有能力的编译器的手中，它的开销与任何其他符合标准的解决方案几乎相同。另一方面，我将在下面讨论一些可读性和安全问题。让我们看看您可以从最推荐到最少推荐的方法。

标准::vector

社区最喜欢的容器，这是有充分理由的。它不仅可以用运行时大小声明，而且可以随时更改大小。这有助于在无法预先确定大小时使用，例如，在重复轮询用户输入时。示例:

// Known size
size_t n;
std::cin >> n;
std::vector<int> vec(n);

// Unknown size
std::vector<int> vec;
int input;
while (std::cin >> input) { // Note: not always the best way to read input
    vec.push_back(in);
}

使用 std::vector 没有太多缺点。已知大小的情况只需要一次动态分配。在一般情况下，未知大小需要更多，但无论如何您都无法做得更好。所以性能或多或少是最优的。

从语义上讲，它可能不适合在整个执行过程中保持不变的大小。读者可能不太清楚此容器无意更改。编译器也不知道它，所以它允许你做一些“错误”的事情，比如 push_back 到 vector 中，即使从概念上讲它应该有一个恒定的大小。

std::unique_ptr(或 std::shared_ptr)

如果强制执行静态大小对您很重要，这是最安全的解决方案。

size_t n;
std::cin >> n;
auto arr = std::make_unique<int[]>(n);

arr 的大小不能改变，但可以释放当前数组并指向另一个不同大小的数组。因此，如果容器的大小在逻辑上是恒定的，则可以更清晰地传达意图。不幸的是，即使在大小不变的情况下，它也比 std::vector 弱得多。它不知道大小，因此您必须明确存储大小。出于同样的原因，它不提供迭代器并且不能在循环范围内使用。如果您想牺牲这些功能来强制执行静态大小，则取决于您(和相关项目)。

最初我推荐了 boost::scoped_array 但经过进一步思考后我认为它没有提供比这个解决方案更多的东西所以我会坚持使用标准库。

新建[] - 删除[]

技术上是一个解决方案，但除非你被迫使用旧的 C++ 标准，或者你正在编写一个内部管理内存的低级库，否则它们比 std::unique_ptr 或 std::shared_ptr 解决方案。它们不再提供更多功能，但安全性明显降低，因为您必须在用完内存后显式释放内存。否则，你会泄漏它，这可能会导致严重的问题。更糟糕的是，正确使用 delete[] 对于具有复杂执行流程和异常处理的程序来说可能并非易事。当您可以使用上述解决方案时，请不要使用它!

size_t n;
std::cin >> n;
int* arr = new int[n];
...
// Control flow must reach exactly one corresponding delete[] !!!
delete[] arr;

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奖励:编译器扩展

某些编译器可能实际上可以接受以下代码

size_t n;
std::cin >> n;
int arr[n];

依赖这个有严重的缺点。您的代码无法在所有符合 C++ 标准的编译器上编译。它甚至可能无法在给定编译器的所有版本上编译。此外，我怀疑生成的可执行文件会检查 n 的值并在需要时在堆上进行分配，这意味着您可能会炸毁堆栈。只有当您知道 n 的上限很小并且性能对您如此重要以至于您愿意依靠特定于编译器的行为来获得它时，此解决方案才有意义。这些都是真正的异常(exception)情况。