C++容器array

定义

• std::array 是一个定长容器，其大小在编译时就必须确定，之后不能改变
• 通常分配在栈上，使用连续的栈内存布局，这使得它在性能上很接近 C 风格的数组
• 与 C 风格数组不同，std::array 不会自动退化为指针，提供了更好的类型安全性

初始化

默认初始化

不提供初始值，所有元素将执行默认初始化。对于内置类型如 int，这意味着元素值未定义（包含"垃圾值"）

std::string getStringFromU8string(const std::u8string& u8str) {return std::string(reinterpret_cast<const char*>(u8str.data()), u8str.size());
}std::u8string getU8stingFromString(const std::string& str) {return std::u8string(reinterpret_cast<const char8_t*>(str.data()), str.size());
}int main()
{system("chcp 65001");std::array<int, 4> arr1;for (auto it : arr1){cout << "arr1-> " << it << endl;}std::array<std::u8string, 4> arr2;for (auto it : arr2){cout << "arr2-> " << getStringFromU8string(it) << endl;}
}

列表初始化

数组长度超过实际元素个数，剩余元素会初始化默认值

int main()
{system("chcp 65001");std::array<std::u8string, 2> arr1 = { u8"张三", u8"李四" };for (auto it : arr1){cout << "arr1-> " << getStringFromU8string(it) << endl;}std::array<std::u8string, 4> arr2{ u8"北京", u8"上海", u8"广州", u8"深圳" };for (auto it : arr2){cout << "arr2-> " << getStringFromU8string(it) << endl;}// 自动推导std::array arr3 = { u8"张三", u8"李四" };auto arr4 = { u8"北京", u8"上海", u8"广州", u8"深圳" };for (auto it : arr3){cout << "arr3-> " << getStringFromU8string(it) << endl;}for (auto it : arr4){cout << "arr4-> " << getStringFromU8string(it) << endl;}
}

常用函数

方法	功能说明
at(index)	安全访问元素，越界时抛出 std::out_of_range 异常
operator[]	直接访问元素（不检查边界）
front()	返回第一个元素
back()	返回最后一个元素
data()	返回指向内部数组首元素的指针（可用于 C API）
empty()	如果大小为 0 返回 true（对于非零大小的 array 总是 false）
size()	返回元素个数（编译时常量）
max_size()	返回最大可能大小（通常等于 size()）
fill(value)	将所有元素设置为指定值
swap(other)	与另一个 array 交换内容

int main()
{system("chcp 65001");std::array<std::u8string, 4> arr1{ u8"北京", u8"上海", u8"广州", u8"深圳" };cout << "arr1.size()= " << arr1.size() << endl;cout << "arr1.max_size()= " << arr1.max_size() << endl;cout << "arr1.empty()= " << boolalpha << arr1.empty() << endl;cout << "arr1[1]= " << getStringFromU8string(arr1[1]) << endl;cout << "arr1.at(0)= " << getStringFromU8string(arr1.at(0)) << endl;// 第一个元素cout << "arr1.front()= " << getStringFromU8string(arr1.front()) << endl;// 最后一个元素cout << "arr1.back()= " << getStringFromU8string(arr1.back()) << endl;// 数组首元素的指针std::u8string* ptr = arr1.data();for (int i = 0; i < arr1.size(); i++){cout << getStringFromU8string(ptr[i]) << endl;}// 将所有元素设置为指定值arr1.fill(u8"张三");for (auto it : arr1){cout << getStringFromU8string(it) << endl;}// 与另一个 array 交换内容std::array<std::u8string, 4> arr2{ u8"北京", u8"上海", u8"广州", u8"深圳" };arr1.swap(arr2);for (auto it : arr1){cout << "arr1-> " << getStringFromU8string(it) << endl;}for (auto it : arr2){cout << "arr2-> " << getStringFromU8string(it) << endl;}
}

迭代

常用for，begin-end，rbegin-rend

int main()
{system("chcp 65001");std::array<std::u8string, 4> arr1{ u8"北京", u8"上海", u8"广州", u8"深圳" };// for循环for (auto it : arr1) {cout << getStringFromU8string(it) << endl;}// begin-end正向遍历for (auto it = arr1.begin(); it != arr1.end(); it++){cout << "begin-end " << getStringFromU8string(*it) << endl;}// cbegin-cend正向遍历for (auto it = arr1.cbegin(); it != arr1.cend(); it++){cout << "cbegin-cend " << getStringFromU8string(*it) << endl;}// rbegin-rend反向遍历for (auto it = arr1.rbegin(); it != arr1.rend(); it++){cout << "rbegin-rend " << getStringFromU8string(*it) << endl;}
}

其他

特性	std::array	原生数组	std::vector
大小是否固定	是	是	否
内存位置	栈（通常）	栈/静态区	堆
支持拷贝赋值	✅	❌	✅
支持 STL 算法	✅	❌（需指针）	✅
越界检查	at() 支持	不支持	at() 支持
性能	极高	极高	略低（动态分配）
传递到函数	可直接传值	退化为指针	可传引用/值