C ++如何在类构造函数中实例化std :: array？

Question

我想要一个大容器（特别是std::array），我在编译时知道它的大小，但我可以从构造函数中指定它。

我已经能够完成第一部分：即在编译时指定大小的 std::array。示意图：

// hpp
constexpr int my_size = 100;
class C
{
    std::array<int, my_size> data;
}
// main
c = C()

现在我想做同样的事情，但将std::array 传递到类构造函数中，可能是constexpr：

// hpp
class C
{
    std::array<int, mysize> data;
    C(constexpr int mysize);
}
// cpp
C::C(constexpr int mysize)
{
    data = std::array<int, mysize>
}
// main
constexpr int mysize = 100;
c = C(mysize);

显然这是错误的，因为mysize 是在构造函数中传递的，但mysize 也是在声明时必须知道的类型的一部分。

那么我该怎么做呢？

Answer 1

更改std::array 的范围（大小）会改变包含它的对象的大小——因为数组元素是连续存储在对象中的，而不是间接存储的（例如通过指针）。

一个类的类型必须是“完整的”才能调用构造函数——而一个类要“完整”，它必须是完全定义的（因此，大小必须是已知的）。如此有效地，通过构造函数将其传递是不可能的——即使该值是一个真正的常量表达式。

使用 std::array 完成您尝试做的事情的唯一方法是在数组大小上将 class 设为 template。模板允许编译器根据模板参数输入生成不同的类，因此每个实例可以有不同的大小：

template <std::size_t N>
class C {
    ...
    std::array<int, N> data;
};

请注意，在执行此操作时，您对所有相关功能的定义现在可能会卡在标题中 - 因为整个定义必须可见，实例化才能正常工作（这通常将它们限制在标题中）。此外，模板可能会通过复制每个实例化生成的代码来导致代码膨胀；因此，如果您预期此模板有很多实例化，则需要考虑这一点。

---

如果您想根据运行时输入使用此类型，则改用std::vector 可能会更简单。

class C {
    C(int mysize) : data{mysize}{}
    std::vector<int> data;
};

但是，std::vector 内部的元素不会直接存储在C 中，而是会间接存储在分配的内存中（可能在堆上）

Answer 2

C 需要基于 int 制作一个模板类并相应地构造：

template <int my_size>
class C
{
    std::array<int, my_size> data;
}

auto c = C<100>();

您不能使用函数参数指定模板参数（std::array<T, N> 中的N）。 constexpr 在这里没有帮助。

Answer 3

std::array 用于在编译时已知大小的数组。在您的情况下，您需要一个大小在运行时设置的数组。你需要std::vector。

class C
{
    std::vector<int> data;
    C(constexpr size_t mysize) : data(mysize) {}
}