C/C++语言实现动态数组

C数组的小问题

     这里说的动态数组是可以根据需要动态增长占用内存的数组，比如程序初始分配了100个元素，可是运行了一段时间后区区100个空间不能满足了，现在需要400个，怎么办呢；那肯定需要再额外分配300个。
     C语言有realloc()函数来解决空间扩充的问题，但是不要忘了realloc可能会迁移内存，很多时候数组中的元素会被其它函数/模块引用，如果地址发生了变化，结果将是灾难性的。
     那么STL的vector呢？它也有相同的问题。
     一次分配足够的空间是可以解决这个问题，很明显这会造成内存的浪费，这个做法不算明智。
     不使用数组呢？使用list能解决一部分问题，但是list不能支持随机访问啊，鉴于效率上的硬伤，显然不能随便用list替换数组。
     怎么解决这个问题呢？动态数组！在HPServer 的Demutex Table就用到了动态数组，事实证明效果不错。

动态数组的特征

动态数组是一个很简单易用的数据结构，但是简单不代表优点小，它的特征如下：
1 根据需要动态批量增长内存；
2 一经分配，元素地址不会再次变化；
3 实现简单，效率高，事实上它和普通数组相比基本没有效率损失；
4 最大个数固定； 
其实最重要的就是特征2了，不然直接使用realloc多方便呢，当然动态数组的实现也很方便，下面就会详细说说。
特征4实际上是个限制，但是相信我，你的程序不可能达到这个最大值。

动态数组的实现

如上面所说的，动态数组实现起来很简单，以下都假设数组元素类型是T，首先需要一个辅助数据结构。

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struct ARRAY_ELE_S  

{  

    T item_array[1024];  

};  

ARRAY_ELE_S *pArray[2000];  

int iSize;   

变量pArray是一个ARRAY_ELE_S类型的指针数组，这个也就是你的动态数组了；iSize记录了当前数组的大小。
上面的代码表明：
1 数组每次动态增长1024个元素；
2 数组的最大元素个数可以到：2000*1024个，如果这个还不够，你可以把这个值改的更大点。
先来看看内存占用，pArray本身占用2000*4，大约是8K的内存，基本可以忽略了。
如果一次分配一个2000*1024的数组array[2000*1024]，那么一次就要分配的内存是：2*sizeof(T) M，空间浪费严重。

再来看看效率，下面就从数组最主要的操作——随机访问来看看它的效率如何；接下来再看看它是如何根据需要动态增长的。
 

随机访问

访问指定的索引位置上的数组元素，这个需要两步计算，首先定位到元素在哪个子数组上，然后再定位到子数组的元素上；其实很简单。

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T *get(int idx)  

{  

    // 确保索引有效  

    if((idx>=0) && (idx<iSize))  

    {  

        int idx_maj = idx/1024; // 主索引  

        int idx_mor = idx - (idx_maj); // 次索引  

        return (&(pArray[idx_maj]->item_array[idx_mor]));  

    }  

    return NULL;  

}  

 

动态增长

如果当前空间不够，需要动态增长数组，不然怎么叫动态呢，基本思想就是如果需要的size超过当前的数组大小，就需要增长数组，直到能够容纳size个元素，代码如下所示。

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int reclac(int size)  

{  

    if(size >= 1024*2048)     return -1; // 太大了  

    while(iSize <= size)  

    {  

        // 分配内存，并初始化为0  

        int idx = iSize/1024;  

        pArray[idx] = (ARRAY_ELE_S*)calloc(1, sizeof(ARRAY_ELE_S));  

        if(pArray[idx] == NULL)  

        {  

            return (-1);  

        }  

        iSize += 1024;  

    }  

    return 0;  

}  

动态数组就这么多零碎了，怎么样，实现起来够简单吧。