前言

在純C語(yǔ)言編程中，數(shù)組的創(chuàng)建必須是固定的大小，因?yàn)镃語(yǔ)言本身沒(méi)有提供動(dòng)態(tài)數(shù)組這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)讓習(xí)慣了使用高級(jí)語(yǔ)言編程的人轉(zhuǎn)做C開(kāi)發(fā)面臨的一個(gè)很頭疼的問(wèn)題，本篇文章就將介紹如何使用純C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)對(duì)象來(lái)作為動(dòng)態(tài)數(shù)組。
閱讀本篇文章前，作者假設(shè)讀者已經(jīng)對(duì)C語(yǔ)言的基礎(chǔ)概念有了一定了解，比如知道什么叫數(shù)組，知道C語(yǔ)言的基礎(chǔ)語(yǔ)法等。如果讀者還對(duì)C語(yǔ)言一無(wú)所知，請(qǐng)先對(duì)C語(yǔ)言做一個(gè)了解和入門級(jí)的學(xué)習(xí)之后，再來(lái)閱讀本篇文章。

1：C語(yǔ)言中的數(shù)組分析

1.int my_array[100];

如上的代碼，是使用C語(yǔ)言來(lái)創(chuàng)建了一個(gè)可以存放100個(gè)整數(shù)的數(shù)組，這個(gè)就是C語(yǔ)言中的數(shù)組。

2．這行代碼一共做了兩件事情：

（1）：在?；蛘呷?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)開(kāi)辟了內(nèi)存空間（如果是寫在某個(gè)函數(shù)的內(nèi)部，就是在棧上開(kāi)辟的空間，如果是寫在函數(shù)外面，就是在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)上開(kāi)辟的空間），開(kāi)辟的內(nèi)存空間大小為100*sizeof(int)個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間。如果是在棧上開(kāi)辟的，那么這塊內(nèi)存空間會(huì)在走到所在函數(shù)return之后釋放，如果是在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)，會(huì)隨著進(jìn)程的結(jié)束而釋放。

（2）：創(chuàng)建一個(gè)指針指向新開(kāi)辟的內(nèi)存區(qū)域，并將該區(qū)域的地址賦值給my_array保存，這樣，我們就可以通過(guò)下標(biāo)來(lái)對(duì)數(shù)組中的成員進(jìn)行訪問(wèn)，比如：my_array[9]可以訪問(wèn)第10個(gè)成員。此外，還可以通過(guò)取地址指向內(nèi)容的方式來(lái)訪問(wèn)數(shù)組成員，比如*(my_array+10)，同樣可以得到和my_array[10]一樣的值。

3．從上面分析int my_array[100];這行代碼可以看出，數(shù)組的操作本質(zhì)上就是內(nèi)存的操作，小標(biāo)的索引只是一種糖衣語(yǔ)法。

?4．這種數(shù)組的缺點(diǎn)大家可以很容易想到，數(shù)組開(kāi)辟的空間大小不根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)的多少來(lái)決定，造成了空間上的浪費(fèi)，另外當(dāng)數(shù)據(jù)量大余數(shù)組的最大容量時(shí)，會(huì)造成程序的崩潰。

補(bǔ)充：有的朋友也許會(huì)說(shuō)，按照上面的寫法開(kāi)辟數(shù)組后，執(zhí)行my_array[100]=1或者my_array[102]=1都不出現(xiàn)崩潰，這個(gè)只是因?yàn)槟愕倪\(yùn)氣好，原因是在my_array指向的內(nèi)存區(qū)域中，第101個(gè)或者第102位置正好有空間而已，因?yàn)槲覀儗憁y_array[100]只能保證有100個(gè)位置是可以使用的，至于100以后的，那就要看系統(tǒng)的“心情”了！

二．定義一個(gè)my_vector結(jié)構(gòu)體

接下來(lái)要介紹動(dòng)態(tài)數(shù)組使用到的結(jié)構(gòu)體以及對(duì)應(yīng)的方法聲明。首先創(chuàng)建一個(gè)myVector.h的文件，并編寫如下的代碼：

// my_vector默認(rèn)大小
#define MY_VECTOR_DEF_SIZE 10

// 結(jié)構(gòu)體定義
typedef struct {
	int curSize;               // 已用的大小
	int maxSize;           // 數(shù)組最大存儲(chǔ)大小
	int *data;              // 實(shí)際的數(shù)據(jù)地址
} my_vector;

// 初始化結(jié)構(gòu)體
void InitMyVector(my_vector *vector);

// 追加成員
void AppendMyVector(my_vector *vector, int value);

// 返回指定下標(biāo)中的數(shù)據(jù)，如果失敗返回-1
int GetMyVector(my_vector *vector, int index);

// 設(shè)置指定位置的指為指定數(shù)據(jù)
void SetMyVector(my_vector *vector, int index, int value);

// 將當(dāng)前的my_vecotr存儲(chǔ)空間直接擴(kuò)大一倍
void DoubleCapacityMyVector(my_vector *vector);

// 釋放資源
void FreeMyVector(my_vector *vector);

三．實(shí)現(xiàn)定義的my_vector結(jié)構(gòu)體

聲明完成之后要做的就是實(shí)現(xiàn)聲明的函數(shù)了。創(chuàng)建一個(gè)myVector. C的文件，并編寫如下代碼：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "myVector.h"




// 初始化
void InitMyVector(my_vector *vector) 
{
	// 數(shù)據(jù)初始化
	vector->curSize = 0;
	vector->maxSize = MY_VECTOR_DEF_SIZE;

	// 開(kāi)辟存儲(chǔ)實(shí)際數(shù)據(jù)的空間
	vector->data = (int*)malloc(sizeof(int) * vector->maxSize);
}

// 追加值
void AppendMyVector(my_vector *vector, int value) 
{
	// 空間不夠了需要增大
	DoubleCapacityMyVector(vector);
	// 添加新的數(shù)據(jù)到數(shù)組尾
	vector->data[vector->curSize++] = value;
}

// 獲的值
int GetMyVector(my_vector *vector, int index)
{
	// 輸入的數(shù)據(jù)如果小于0或者是大余數(shù)組最大存儲(chǔ)值時(shí)，直接退出程序，因?yàn)閿?shù)據(jù)不合法
	if (index >= vector->curSize || index < 0) { exit(1); } // 如果輸入的是一個(gè)合法的數(shù)據(jù)那么返回對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù) return vector->data[index];
}

// 設(shè)置值
void SetMyVector(my_vector *vector, int index, int value) 
{
	// 用0作為默認(rèn)值來(lái)他填充數(shù)組
	while (index >= vector->curSize) 
	{
		AppendMyVector(vector, 0); 
	}   

	vector->data[index] = value;
}

// 擴(kuò)大空間
void DoubleCapacityMyVector(my_vector *vector) 
{
	if (vector->curSize >= vector->maxSize)
	{
		// 擴(kuò)大數(shù)組大小為當(dāng)前的兩倍
		vector->maxSize *= 2;
		vector->data = (int*)realloc(vector->data, sizeof(int) * vector->maxSize);
	}   
}

//釋放空間
void FreeMyVector(my_vector *vector)
{
	free(vector->data);
}

四．使用my_vector結(jié)構(gòu)體創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體對(duì)象

創(chuàng)建一個(gè)main.c的文件，并編寫如下代碼

#include <stdio.h>
#include "myVector.h"

int main() 
{
	// 聲明vector對(duì)象
	my_vector vector;
	int i;
	// 初始化vector對(duì)象
	InitMyVector(&vector);

	// 隨便初始化點(diǎn)數(shù)據(jù)
	for (i = 0; i <200; i++) 
	{
		AppendMyVector(&vector, i); 
	}   

	// 測(cè)試用，在第200位置設(shè)置1，200之前的數(shù)據(jù)如果為空自動(dòng)填充為0，當(dāng)前程序就是200-299為0
	SetMyVector(&vector, 300, 1);
	// 測(cè)試用，取指定位置的數(shù)據(jù)
	printf("%d\n", GetMyVector(&vector, 6));
	// 測(cè)試用，輸出每一個(gè)成員
	for (i = 0; i < vector.curSize; i++) 
	{
		printf("%d %d\n", i, GetMyVector(&vector, i));
	}   	
	// 使用完之后要釋放，不然會(huì)有內(nèi)存泄露
	FreeMyVector(&vector);

	return 0;
}

到此為止，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用C語(yǔ)言去創(chuàng)建動(dòng)態(tài)數(shù)組，其實(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)組的本質(zhì)也是靜態(tài)的，只不過(guò)空間的增加我們做了一些手動(dòng)的處理而已。

類似的，刪除指定位置的數(shù)據(jù)也可以用上面的方式去實(shí)現(xiàn)。請(qǐng)大家自己理解學(xué)習(xí)嘗試進(jìn)行實(shí)現(xiàn)！

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