Lớp std::array trong C++11 - Quản lý và sử dụng mảng dễ dàng hơn

Giới thiệu

Trong bài học trước, chúng ta đã tìm hiểu về vòng lặp for each trong C++11 (For each loops), giúp lặp qua các phần tử trên một mảng hoặc các cấu trúc danh sách khác như vectors, linked lists, trees, và maps. Hôm nay, mình sẽ giới thiệu cho các bạn một khái niệm mới - Lớp std::array trong C++11.

Tổng quan về lớp std::array trong C++11

Trong bài học về mảng 1 chiều (Arrays), chúng ta đã biết cách sử dụng mảng 1 chiều trong C++. Mảng 1 chiều là mảng tĩnh, và nó có một số khuyết điểm: mảng trở thành con trỏ và mất thông tin chiều dài khi truyền vào hàm, cũng như không có nhiều hàm hỗ trợ sẵn.

Để giải quyết những vấn đề về quản lý và sử dụng mảng tĩnh, thư viện chuẩn C++ đã cung cấp lớp std::array, được khai báo trong thư viện thuộc namespace std.

Để sử dụng lớp std::array, bạn cần khai báo thư viện và namespace:

#include 
using namespace std;

Khai báo và khởi tạo mảng kiểu std::array

Khai báo mảng kiểu std::array

Khi khai báo một biến kiểu std::array, bạn cần xác định kiểu dữ liệu và số phần tử của mảng:

array arr; // mảng arr có 5 phần tử kiểu int
array arr2; // mảng arr2 có 10 phần tử kiểu string

Tương tự như mảng 1 chiều tĩnh, số phần tử của std::array phải được xác định cụ thể (hằng số) khi khai báo.

Chú ý: Khi chưa khởi tạo, các phần tử của mảng sẽ mang giá trị rác.

Khởi tạo giá trị cho mảng kiểu std::array

Có thể khởi tạo giá trị cho mảng kiểu std::array như bên dưới:

array arr = { 2, 5, 8, 3, 1 };
array arr2{ 2, 5, 8, 3, 1 }; // khởi tạo đồng nhất (C++11)
array arr3;
arr3 = { 2, 5, 8, 3, 1 }; // khởi tạo đầy đủ các phần tử
arr3 = { 2, 5, 8 }; // khởi tạo 3 phần tử đầu, còn lại là 0

Không được khởi tạo nhiều giá trị hơn số lượng phần tử đã khai báo:

array arr = { 2, 5, 8, 3, 1 }; // lỗi biên dịch

Không giống như khai báo mảng 1 chiều tĩnh, bạn không thể bỏ qua số lượng phần tử mảng khi khai báo:

array arr = { 2, 5, 8, 3, 1 }; // lỗi biên dịch

Truy cập phần tử trong mảng kiểu std::array

Để truy cập phần tử trong mảng kiểu std::array, bạn sử dụng toán tử [] tương tự như mảng 1 chiều tĩnh:

array arr = { 2, 5, 8, 3, 1 };
arr[1] = 3; // gán 3 cho phần tử thứ 2
cout << arr[4]; // truy xuất giá trị phần tử thứ 5

Tương tự như trên mảng 1 chiều tĩnh, toán tử [] không thực hiện kiểm tra phạm vi của mảng. Truy cập 1 phần tử với chỉ số không hợp lệ sẽ cho kết quả không như mong muốn (có thể gây chết chương trình).

Lớp std::array cung cấp hàm at() để truy cập vào phần tử mảng, nó bao gồm việc kiểm tra phạm vi của mảng:

array arr = { 2, 5, 8, 3, 1 };
arr.at(1) = 3; // gán 3 cho phần tử thứ 2
cout << arr.at(6); // ngoài phạm vi mảng, ném ra 1 lỗi và kết thúc chương trình

Nếu bạn có chắc chắn rằng chỉ số nằm trong phạm vi mảng mà không cần kiểm tra trong thời gian chạy, bạn có thể sử dụng toán tử []. Nếu không, sử dụng hàm at(), hoặc thêm kiểm tra của riêng bạn trước khi truy cập phần tử mảng.

Chú ý: Vì toán tử [] không kiểm tra phạm vi của mảng, nên hàm at() sẽ chậm hơn (nhưng an toàn hơn) so với toán tử [].

Một số thao tác với mảng kiểu std::array

Xem kích thước của mảng kiểu std::array

Để xem kích thước mảng gồm bao nhiêu phần tử, sử dụng hàm size():

array arr = { 2, 5, 8, 3, 1 };
cout << arr.size() << endl;

Truyền mảng kiểu std::array vào hàm

Không giống như mảng 1 chiều tĩnh, mảng kiểu std::array không chuyển thành con trỏ khi truyền vào hàm. Vì vậy, hàm size() và for-each loops vẫn hoạt động bên trong hàm khác:

#include 
#include 
using namespace std;
#define MAX 5

void printArray(const array &arr) // truyền tham chiếu (hằng) vì hiệu suất
{
    cout << "Số phần tử: " << arr.size() << endl; // có thể biết số phần tử ở mọi hàm
    for (const auto &item : arr) // có thể sử dụng for-each loops ở mọi hàm
    {
        cout << item << ' ';
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    array arr = { 2, 5, 8, 3, 1 };
    printArray(arr);
    return 0;
}

Sắp xếp mảng kiểu std::array

Mảng kiểu std::array có thể được sắp xếp bằng cách sử dụng hàm std::sort() được khai báo trong thư viện :

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
#define MAX 5

void printArray(const array &arr)
{
    for (const auto &item : arr)
    {
        cout << item << ' ';
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    array arr = { 2, 5, 8, 3, 1 };

    cout << "Sắp xếp tăng: " << endl;
    sort(arr.begin(), arr.end()); // sắp xếp tăng
    printArray(arr);

    cout << "Sắp xếp giảm: " << endl;
    sort(arr.rbegin(), arr.rend()); // sắp xếp giảm
    printArray(arr);

    return 0;
}

Trong chương trình trên, hàm std::sort() nhận vào 2 tham số là iterator đầu mảng (arr.begin()) và iterator cuối mảng (arr.end()) để sắp xếp mảng tăng.

Để sắp xếp mảng giảm, bạn sử dụng reverse iterator đầu mảng (arr.rbegin()) và reverse iterator cuối mảng (arr.rend()).

Lưu ý: iterator là một đối tượng, trỏ đến một phần tử trong danh sách các phần tử (ví dụ như một mảng hoặc một container).

Kết luận

Qua bài học này, bạn đã biết được cách sử dụng Lớp std::array trong C++11. Từ C++11, lớp std::array thường được ưu tiên sử dụng thay thế cho mảng tĩnh, vì nó được hỗ trợ sẵn nhiều phương thức và dễ dàng quản lý hơn.

Trong bài viết tiếp theo, mình sẽ giới thiệu cho các bạn LỚP std::vector trong C++.

Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết. Hãy để lại bình luận hoặc góp ý để phát triển bài viết tốt hơn. Đừng quên "Luyện tập - Thử thách - Không ngại khó".

Thảo luận

Nếu bạn có bất kỳ khó khăn hay thắc mắc gì về khóa học, đừng ngần ngại đặt câu hỏi trong phần BÌNH LUẬN bên dưới hoặc trong mục HỎI & ĐÁP trên thư viện Howkteam.com để nhận được sự hỗ trợ từ cộng đồng