C++ 中的 std::array 实现编译器排序

作者：向阳逐梦

2023-07-26
四川
本文字数：1278 字
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某日二师兄参加 XXX 科技公司的 C++工程师开发岗位第 25 面：

面试官：array 熟悉吗？

二师兄：你说的是原生数组还是 std::array?

面试官：你觉得两者有什么区别？

二师兄：区别不是很大，原生数组（非动态数组）和 std::array 都在栈上开辟空间，初始化的时候需要提供数组长度，且长度不可改变。有一点区别的是，std::array 提供了安全的下标访问方法 at，当下标越界时会抛出异常。

面试官：还有其他区别吗？

二师兄：让我想想。。。在当作参数传递时，原生数组会退化为指针，而 std::array 会保留类型和长度信息。

面试官：好的。知道空数组的长度和长度为 0 的 std::array 对象有什么区别吗？

二师兄：（这也太***钻了吧。。）空数组的长度应该是 0，但是长度为 0 的 std::array 对象的长度是 1，因为它是空类。

面试官：如果一个类型的拷贝构造函数和拷贝赋值运算符是被删除的，可以使用 std::array 存储它吗？

二师兄：当然可以。只是不能传递这个 std::array 对象，而只能传递这个对象的引用或指针。

面试官：你觉得 array 和 vector 的性能哪个好？

二师兄：array 的性能更好，array 的内存分配在栈上，编译时候确定需要在栈上开辟的空间。vector 的元素存在堆上，需要开辟和释放堆内存。但 vector 更灵活，如果能提前确定数据量，使用 reserve 函数一次性开辟空间，性能和 array 没有太大的差距。

面试官：好的。你刚才说 array 能在编译时候确定需要在栈上开辟的空间，请问 array 在编译时还能够做些什么？

二师兄：比如给定一个 array，我们可以在编译时求它所以元素的和。

#include <iostream>#include <array>constexpr int sum(auto arr){    int res = 0;    for (size_t i = 0; i < arr.size(); i++) res += arr[i];    return res;}int main(int argc, char const *argv[]){    constexpr std::array arr = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};    constexpr int res = sum(arr);    std::cout << res << std::endl;    return 0;}//g++ test.cpp -std=c++20

复制代码

面试官：好的，使用 array 实现编译期排序，没问题吧？

二师兄：（终于，该来的还是来了！）我尝试一下：

#include <iostream>#include <array>constexpr auto sort(auto arr){    for ( int i = 0; i < arr.size() -1; i++)    {        for ( int j = 0; j < arr.size() - i -1; j++)        {            if (arr[j] < arr[j + 1])            {                auto tmp = arr[j];                arr[j] = arr[j+1];                arr[j+1] = tmp;            }        }    }    return arr;}int main(int argc, char const *argv[]){    constexpr std::array arr {10.5, 28.6, 4.4, 23.8, 12.4, 3.8, 19.7, 17.5, 19.1, 0.6, 1.9, 1.5, 25.4, 5.4};    constexpr auto arr2 = sort(arr);    for (size_t i = 0; i < arr2.size(); i++)    {        std::cout << arr2[i] << std::endl;    }    return 0;}//g++ test2.cpp -std=c++20