C++基础面试题, C++ 中为什么要使用 std::array?它有什么优点?
C++基础面试题, C++ 中为什么要使用 std::array?它有什么优点?
QA
Step 1
Q:: 为什么要使用 std::array 而不是普通数组？
A:: std::array 是 C++ 标准库提供的一个容器类，它表示一个固定大小的数组，并提供了一些普通数组所没有的功能。使用 std::array 的主要优点包括：
1. 安全性：std::array 可以提供边界检查，避免越界访问。
2. 统一接口：std::array 继承了 STL 容器的接口，如 size()、begin()、end() 等，这使得它可以与其他 STL 容器更好地配合使用。
3. 类型安全：std::array 是一个模板类，类型安全更强。
4. 性能：std::array 的性能与普通数组相当，因为它也是在栈上分配内存，且不会产生额外的动态分配成本。
Step 2
Q:: std::array 与 std::vector 有什么区别？
A:: std::array 和 std::vector 都是 C++ 标准库提供的容器类，但它们有一些关键区别：
1. 容量固定 vs 动态调整：std::array 是一个固定大小的数组，在声明时就确定了大小，不能动态改变。而 std::vector 是一个动态数组，大小可以动态调整。
2. 内存分配：std::array 的内存是在栈上分配的，而 std::vector 通常在堆上分配内存。
3. 性能：由于 std::array 不涉及动态内存分配，因此在某些情况下性能会优于 std::vector。
Step 3
Q:: 什么时候应该使用 std::array 而不是 std::vector？
A:: 应该在以下场景中使用 std::array 而不是 std::vector：
1. 当数组大小在编译时是固定且已知的：如果你确定数组的大小在程序运行过程中不会改变，使用 std::array 会更安全和高效。
2. 需要栈分配的情况下：std::array 在栈上分配内存，适合用于小型数组或生命周期较短的数组。
3. 对性能要求较高的场景：如果频繁的动态内存分配可能影响性能，std::array 是更好的选择。
Step 4
Q:: std::array 如何实现边界检查？
A:: std::array 提供了 at() 方法来访问数组元素，这个方法会执行边界检查，确保索引在合法范围内。如果访问超出范围的元素，at() 方法会抛出 std::out_of_range 异常。而直接使用 [] 操作符访问元素时，不会进行边界检查，因此在需要严格保证安全性的情况下，建议使用 at() 方法。