这里描述的是一种很常见的情况:当你在某个缓存中存储数据时,经常需要在运行时调整该缓存的大小,以便能容纳更多的数据。传统的内存再分配技术非常繁琐,而且轻易出错:在 C 语言中,一般都是每次在需要扩充缓存的时候调用 realloc()。在 C++ 中情况更糟,你甚至无法在函数中为 new 操作分配的数组重新申请内存。你不仅要自己做分配处理,而且还必须把原来缓存中的数据拷贝到新的目的缓存,然后释放先前数组的缓存。本文将针对这个问题提供一个安全、简易并且是自动化的 C++ 内存再分配技术——即使用 STL 的 vector。
用 STL vector 对象取代内建的数组来保存获取的数据,既安全又简单,并且是自动化的。
进一步的问题分析
在提出解决方案之前,我先给出一个具体的例子来说明 C++ 重新分配内存的弊病和复杂性。假设你有一个编目应用程序,它读取用户输入的 ISBNs,然后将之插入一个数组,直到用户输入 0 为止。假如用户插入的数据多于数组的容量,那么你必须相应地增加它的大小:
#include <iostream> using namespace std;
int main() { int size=2; // 初始化数组大小;在运行时调整。 int *p = new int[size]; int isbn; for(int n=0; ;++n) { cout<< "enter an ISBN; PRess 0 to stop "; cin>>isbn; if (isbn==0) break; if (n==size) // 数组是否到达上限? reallocate(p, size); p[n]=isbn; // 将元素插入扩容的数组 } delete [] p; // 不要忘了这一步! } 注重上述这个向数组插入数据的过程是多么的繁琐。每次反复,循环都要检查缓存是否达到上限。假如是,则程序调用用户定义的函数 reallocate(),该函数实现如下:
#include <algorithm> // for std::copy
int reallocate(int* &p, int& size) { size*=2; // double the array''s size with each reallocation int * temp = new int[size]; std::copy(p, p+(size/2), temp); delete [] p; // release original, smaller buffer p=temp; // reassign p to the newly allocated buffer } reallocate() 使用 STL std::copy() 算法对缓存进行合理的扩充——每次扩充都放大一倍。这种方法可以避免预先分配过多的内存,从量上减少需要重新分配的内存。这个技术需要得到充分的测试和调试,当初学者实现时尤其如此。此外,reallocate() 并不通用,它只能处理整型数组的情形。对于其它数据类型,它无能为力,你必须定义该函数额外的版本或将它模板化。幸运的是,有一个更巧妙的办法来实现。