C++ 中的並行陣列資料結構
本文將演示如何在 C++ 中實現並行陣列資料結構。
使用 std::vector 容器在 C++ 中實現自定義並行陣列類
並行陣列是實現多條記錄陣列的抽象資料結構，每條記錄都可以作為整個實體進行訪問。本質上，我們應該想象多個相同大小的陣列，其中可以並行訪問相應的元素。如果它的一個陣列被排序，這個資料結構可以提供相對快速的元素搜尋操作，因為我們可以訪問與找到的元素相同的索引上的相應元素。
可以使用不同的方法來實現並行陣列。在這種情況下，我們選擇了 std::vector STL 容器 - 作為更好地解釋這一概念的最簡單的容器。
我們定義了一個 ParallelArray 類來僅儲存兩個具體型別的陣列（string 和 int）以簡化實現。該類包括兩個 std::vector 型別的 private 資料成員，用於儲存資料結構內容。單個建構函式被定義為接受內部陣列的預期大小並呼叫 std::vector::reserve 函式來提前分配足夠的記憶體。請注意，此引數是可選的，並且具有預設值 - 20。
一旦我們初始化了 ParallelArray 型別的物件，我們需要使用 push_back 成員函式將資料推入其中，該成員函式為 vector 成員呼叫具有相同名稱的相應成員函式 - v1 和 v2 .我們還定義了一個名為 size 的成員函式來檢索 ParallelArray 物件中的當前元素數。
該類還定義了 [] 運算子以訪問結構中儲存的元素。operator[] 返回 std::pair<string, int> 值，因為我們的 ParallelArray 中有固定資料型別的陣列。或者，可以構造類别範本以接受多個泛型型別以初始化內部 vector 物件並相應地重寫成員函式。如果類宣告瞭兩個以上的內部 vector 資料成員，operator[] 可以使用來自 STL 的 std::make_tuple 方法返回元素。
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using std::cout; using std::cin;
using std::endl; using std::string;
using std::vector;
class ParallelArray {
public:
explicit ParallelArray(size_t size = 20) {
v1.reserve(size);
v2.reserve(size);
};
void push_back(string &d1, int d2);
size_t size();
std::pair<string, int> operator[](size_t pos);
private:
vector<string> v1;
vector<int> v2;
};
void ParallelArray::push_back(string &d1, int d2) {
v1.push_back(d1);
v2.push_back(d2);
}
std::pair<string, int> ParallelArray::operator[](size_t pos) {
if (pos <= v1.size()) {
return std::make_pair(v1[pos], v2[pos]);
} else {
return std::make_pair("null", -1);
}
}
size_t ParallelArray::size() {
return v1.size();
}
template <typename T1, typename T2>
void printPair(const std::pair<T1, T2> &pp) {
cout << "{" << pp.first << "," << pp.second << "}" << endl;
}
int main() {
ParallelArray pa1;
vector<string> data_set1 = { "Precise", "Quantal",
"Saucy", "Raring"};
vector<int> data_set2 = { 11, 22, 33, 44 };
for (size_t i = 0; i < data_set1.size(); ++i) {
pa1.push_back(data_set1[i], data_set2[i]);
}
for (size_t i = 0; i < pa1.size(); ++i) {
printPair(pa1[i]);
}
return EXIT_SUCCESS;
}
輸出：
{Precise,11}
{Quantal,22}
{Saucy,33}
{Raring,44}
在這兩個程式碼片段中，我們將基本驅動程式程式碼實現為 main 函式的一部分，以構造 ParallelArray 物件，然後列印類的內容。printPair 輔助函式用於將 std::pair 物件的值顯示到控制檯。
此外，我們可以新增 pop_back 成員函式以從每個 vector 資料成員的末尾刪除儲存的元素。pop_back 函式不接受任何引數並呼叫 std::vector::pop_back 函式。下面的程式碼示例演示了後一個函式的用法。
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using std::cout; using std::cin;
using std::endl; using std::string;
using std::vector;
class ParallelArray {
public:
explicit ParallelArray(size_t size = 20) {
v1.reserve(size);
v2.reserve(size);
};
void push_back(string &d1, int d2);
void pop_back();
size_t size();
std::pair<string, int> operator[](size_t pos);
private:
vector<string> v1;
vector<int> v2;
};
void ParallelArray::push_back(string &d1, int d2) {
v1.push_back(d1);
v2.push_back(d2);
}
std::pair<string, int> ParallelArray::operator[](size_t pos) {
if (pos <= v1.size()) {
return std::make_pair(v1[pos], v2[pos]);
} else {
return std::make_pair("null", -1);
}
}
size_t ParallelArray::size() {
return v1.size();
}
void ParallelArray::pop_back() {
v1.pop_back();
v2.pop_back();
}
template <typename T1, typename T2>
void printPair(const std::pair<T1, T2> &pp) {
cout << "{" << pp.first << "," << pp.second << "}" << endl;
}
int main() {
ParallelArray pa1;
vector<string> data_set1 = { "Precise", "Quantal",
"Saucy", "Raring"};
vector<int> data_set2 = { 11, 22, 33, 44 };
for (size_t i = 0; i < data_set1.size(); ++i) {
pa1.push_back(data_set1[i], data_set2[i]);
}
for (size_t i = 0; i < pa1.size(); ++i) {
printPair(pa1[i]);
}
pa1.pop_back();
pa1.pop_back();
cout << "------------------------" << endl;
for (size_t i = 0; i < pa1.size(); ++i) {
printPair(pa1[i]);
}
return EXIT_SUCCESS;
}
輸出：
{Precise,11}
{Quantal,22}
{Saucy,33}
{Raring,44}
------------------------
{Precise,11}
{Quantal,22}
Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.
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