在模板类中初始化C++数组成员

Question

我需要实现一个安全的数组类，控制访问底层C数组时的索引：

template <typename T, int N> class SafeArray
{
public:
    T &operator[](int index)
    {
        assert(0 <= index && index < N);
        return m_data[index];
    }
private:
    T m_data[N];
};

现在我写的是SafeArray<bool, 3> a;，而不是bool a[3];。

如何支持数组初始化，例如bool b[3] = {false};？我的意思是，在构造SafeArray<bool, 3> b;之后，我应该做什么才能得到b.m_data[] = {false, false, false}？

我想我应该向SafeArray添加一个构造函数，但是那个构造函数的具体内容是什么呢？模板参数T可以是任何类型，不一定是bool。我正在使用C++11之前的版本。

- Nick

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std::initializer_list<T>。查看我的一个问题：https://dev59.com/A2Qn5IYBdhLWcg3w7a2K - Koushik Shetty

你想重新实现std::array<>吗？你可以直接使用它，或者通过阅读源代码来学习。 - Balog Pal

在C++11之前，我认为你可以通过为每个长度准备初始化模板来实现某些功能。长度为2的初始化模板将使用长度为1的初始化模板再加上一个。可能在Alexandrescu的《现代C++设计》中提到过。 - Afriza N. Arief

@Nick 和 ForEveR，抱歉我没看到那个。 - Koushik Shetty

你如何安全地执行 T m_data[N]？ - Ariel Pinchover

Answer 1

我是指在构造SafeArray<bool, 3> b;后，如何使b.m_data[] = {false, false, false}？如果我理解你的问题正确，那么你只需要编写一个默认构造函数来初始化数组即可：

SafeArray() : m_data()
{
}

完整代码如下：

template <typename T, int N> class SafeArray
{
public:
    SafeArray() : m_data()
    {
    }
    T &operator[](int index)
    {
        assert(0 <= index && index < N);
        return m_data[index];
    }
private:
    T m_data[N];
};

这里有一个实时示例。

- Andy Prowl

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不是SafeArray() : m_data() {}这样的技巧，就可以避免调用std::fill吗？ - juanchopanza

@juanchopanza：哎呀！是的，你说得对。我要去编辑，谢谢。 - Andy Prowl

Answer 2

由于您正在使用C++03（因此没有std :: array），我更愿意推荐您使用boost :: array，它基本上是std :: array的C++03实现。 （实际上，std :: array受到boost :: array的启发）。

否则，将您的类设置为聚合体，即（根据C++03 8.5.1 / 1）

聚合体是一个数组或类（第9条款），没有用户声明的构造函数，没有私有保护非静态数据成员（第11条款），没有基类（第10条款）和没有虚拟函数。

然后，您的类将支持按您要求进行聚合初始化。

更新：再次阅读OP（和{{link1：Andy Prowl}}的{{link2：answer}}），我不确定我是否理解问题。我在这里提出的是一种在构建时初始化SafeArray的方法，例如，

SafeArray<bool, 3> b = { false, false, false };

- Cassio Neri

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我也考虑过这个问题，但我认为原帖作者想要保证安全访问，所以他们需要将数组数据成员保持私有 - 这使得该类成为非聚合体。 - Andy Prowl

Answer 3

那么呢...？

SafeArray() {
    for (int i = 0; i < N; ++i) {
        m_data[i] = T();
    }
}

- Gonmator