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本文将演示如何在 C++ 中实现并行数组数据结构。

使用 std::vector 容器在 C++ 中实现自定义并行数组类

并行数组是实现多条记录数组的抽象数据结构，每条记录都可以作为整个实体进行访问。本质上，我们应该想象多个相同大小的数组，其中可以并行访问相应的元素。如果它的一个数组被排序，这个数据结构可以提供相对快速的元素搜索操作，因为我们可以访问与找到的元素相同的索引上的相应元素。

可以使用不同的方法来实现并行阵列。在这种情况下，我们选择了 std::vector STL 容器 - 作为更好地解释这一概念的最简单的容器。

我们定义了一个 ParallelArray 类来仅存储两个具体类型的数组（string 和 int）以简化实现。该类包括两个 std::vector 类型的 private 数据成员，用于存储数据结构内容。单个构造函数被定义为接受内部数组的预期大小并调用 std::vector::reserve 函数来提前分配足够的内存。请注意，此参数是可选的，并且具有默认值 - 20。

一旦我们初始化了 ParallelArray 类型的对象，我们需要使用 push_back 成员函数将数据推入其中，该成员函数为 vector 成员调用具有相同名称的相应成员函数 - v1 和 v2 .我们还定义了一个名为 size 的成员函数来检索 ParallelArray 对象中的当前元素数。

该类还定义了 [] 运算符以访问结构中存储的元素。operator[] 返回 std::pair<string, int> 值，因为我们的 ParallelArray 中有固定数据类型的数组。或者，可以构造类模板以接受多个泛型类型以初始化内部 vector 对象并相应地重写成员函数。如果类声明了两个以上的内部 vector 数据成员，operator[] 可以使用来自 STL 的 std::make_tuple 方法返回元素。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using std::cout; using std::cin;
using std::endl; using std::string;
using std::vector;

class ParallelArray {
public:
    explicit ParallelArray(size_t size = 20) {
        v1.reserve(size);
        v2.reserve(size);
    };

    void push_back(string &d1, int d2);
    size_t size();
    std::pair<string, int> operator[](size_t pos);

private:
    vector<string> v1;
    vector<int> v2;
};

void ParallelArray::push_back(string &d1, int d2) {
    v1.push_back(d1);
    v2.push_back(d2);
}

std::pair<string, int> ParallelArray::operator[](size_t pos) {
    if (pos <= v1.size()) {
        return std::make_pair(v1[pos], v2[pos]);
    } else {
        return std::make_pair("null", -1);
    }
}

size_t ParallelArray::size() {
    return v1.size();
}

template <typename T1, typename T2>
void printPair(const std::pair<T1, T2> &pp) {
    cout << "{" << pp.first << "," << pp.second << "}" << endl;
}

int main() {
    ParallelArray pa1;

    vector<string> data_set1 = { "Precise", "Quantal",
                                "Saucy",  "Raring"};

    vector<int> data_set2 = { 11, 22, 33, 44 };

    for (size_t i = 0; i < data_set1.size(); ++i) {
        pa1.push_back(data_set1[i], data_set2[i]);
    }

    for (size_t i = 0; i < pa1.size(); ++i) {
        printPair(pa1[i]);
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出：

{Precise,11}
{Quantal,22}
{Saucy,33}
{Raring,44}

在这两个代码片段中，我们将基本驱动程序代码实现为 main 函数的一部分，以构造 ParallelArray 对象，然后打印类的内容。printPair 辅助函数用于将 std::pair 对象的值显示到控制台。

此外，我们可以添加 pop_back 成员函数以从每个 vector 数据成员的末尾删除存储的元素。pop_back 函数不接受任何参数并调用 std::vector::pop_back 函数。下面的代码示例演示了后一个函数的用法。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using std::cout; using std::cin;
using std::endl; using std::string;
using std::vector;

class ParallelArray {
public:
    explicit ParallelArray(size_t size = 20) {
        v1.reserve(size);
        v2.reserve(size);
    };

    void push_back(string &d1, int d2);
    void pop_back();
    size_t size();
    std::pair<string, int> operator[](size_t pos);

private:
    vector<string> v1;
    vector<int> v2;
};

void ParallelArray::push_back(string &d1, int d2) {
    v1.push_back(d1);
    v2.push_back(d2);
}

std::pair<string, int> ParallelArray::operator[](size_t pos) {
    if (pos <= v1.size()) {
        return std::make_pair(v1[pos], v2[pos]);
    } else {
        return std::make_pair("null", -1);
    }
}

size_t ParallelArray::size() {
    return v1.size();
}

void ParallelArray::pop_back() {
    v1.pop_back();
    v2.pop_back();
}

template <typename T1, typename T2>
void printPair(const std::pair<T1, T2> &pp) {
    cout << "{" << pp.first << "," << pp.second << "}" << endl;
}

int main() {
    ParallelArray pa1;

    vector<string> data_set1 = { "Precise", "Quantal",
                                "Saucy",  "Raring"};

    vector<int> data_set2 = { 11, 22, 33, 44 };

    for (size_t i = 0; i < data_set1.size(); ++i) {
        pa1.push_back(data_set1[i], data_set2[i]);
    }


    for (size_t i = 0; i < pa1.size(); ++i) {
        printPair(pa1[i]);
    }

    pa1.pop_back();
    pa1.pop_back();

    cout << "------------------------" << endl;
    for (size_t i = 0; i < pa1.size(); ++i) {
        printPair(pa1[i]);
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出：

{Precise,11}
{Quantal,22}
{Saucy,33}
{Raring,44}
------------------------
{Precise,11}
{Quantal,22}