UE4的TArray（二）

和STL的vector类似，TArray在构造完成之后，是可以动态增加和删除，调整内部的内容。STL的vector增删改查等基本操作，TArray是都有对应实现的，除此外还有针对性能或易用性额外封装的一些函数，下面会逐一介绍一下，并列出TArray不一样的地方。

1 查询：

vector的at, []运算符，在TArray中对应的也是[]运算符，但是UE4会根据Allocator的参数做范围检查，当越界时会触发check（系统的assert）崩溃。在写代码时可能不确定是否越界的情况，也不能通过崩溃的方式避免，因此TArray还额外提供了IsValidIndex这样的inline函数，用于检查index是否为有效值，内部实现就是判断是否大于等于0，小于等于数组数量。虽然和自己手写判断没有本质区别，但是毕竟是一个常用操作，可以起到简化代码的作用。

除了[]运算符，还有GetData()函数，也可以实现取值操作。这个函数会返回整个数组的内存Buffer，其实就是第一个元素的地址，这样外部可以像C++的原生数组一样任意操作这个数组，可以突破TArray的各种限制，但对于越界这样的安全性检查的责任就需要业务自己来承担了。另外为了方便直接操作内存，还对应提供了GetTypeSize()函数可以查询数组内部单个元素的内存大小，以及GetAllocatedSize()函数可以查询分配过的总内存大小，和GetSlack()函数获取内存剩余未分配的个数功能。在做一些特殊逻辑时，比如想做UE4的ECS框架，去实现Component结构，在不清楚业务的如何定义元素类型时，可以结合使用这两个函数间接得到类型的大小和内存容量。

2 增加：

TArray为增加元素提供了多种方法，其中一些和STL类似，还有一些是为了易用性和性能额外提供的。

Add提供了引用和右值引用两个版本，会将元素插入到数组的最后位置，并返回元素的Index，内部实现都是检查参数有效性并调用Emplace函数。Emplace函数是一个模板函数，可以传入任意参数，首先会AddUninitialized增加一个没有构造的元素，可能会扩容，然后会通过in place new在增加的元素位置上调用构造函数，只要和构造函数的参数一致就不会报错，通过Forward进行转发，如果外部实际是右值就不会发生内存拷贝。这个和std::vector的emplace_back实现基本是一致的

除此外，还提供了_GetRef版本，内部实现是一致的，唯一区别是返回值是元素的引用而不是元素的Index。这样在TArray的元素是指针，struct或class时会更方便使用，拿到了后可以直接调用函数，读取或修改成员变量等

可以看到AddUninitialized()函数内部就是大小检查，在ArrayNum超过ArrayMax时扩容，最后返回扩容前的大小，也就是第一个新增加的未初始化元素的Index

对应的，如果想增加用默认无参数的构造函数创建的元素，或者直接以0作为参数增加元素，TArray也提供了这样的版本，可以在没有任何参数的情况下增加元素。其中AddZeroed是直接用Memzero函数将内存置为0，而且可以指定个数，大批量增加0元素时性能会更好

还有AddUnique函数，可以保证插入数组内的元素是不重复的，如果重复就返回已经存在的那个Index。当然这个函数是通过先查找来实现的，所以最差是O(n)的时间复杂度，而其他的Add函数都是O(1)的时间复杂度。

大批量Add时，还可以使用Append函数以及+=运算符进行批量添加。这里需要特别注意右值参数的版本，内部实现可以看到不能避免新分配内存，但传入的容器在Append之后会被清空。

如果不想在末尾插入，也可以通过Insert函数插入数组的指定位置，同样这个函数提供了包括右值，GetRef多个版本方便使用。需要注意的是，TArray的Insert对应的是std::vector的insert和emplace，而TArray的Add和Emplace对应的是std::vector的pushback和emplace_back

3 移除：

和Insert类似，也提供了RemoveAt函数，可以移除指定Index位置的元素，可以指定移除数量。类似于std::vector的erase函数功能，比stl多了一个数量参数，但没有迭代器范围删除的版本。UE4的容器迭代器版本的移除直接使用迭代器的RemoveCurrent函数，封装在了迭代器内部，而且相对于STL，不用担心遍历中删除的问题，从易用性来说要更好一些。最后一个bAllowShrink参数可以指定在移除后是否回缩内存，默认为true，在性能要求特别高的场景下，可以指定为false，这样可以避免内存频繁申请和回收，从而提升性能。

RemoveAt和stl的erase函数都存在一个问题，那就是在移除之后，需要将后续的元素挨个前移，这是一个非常耗时的操作。在对数组元素的顺序要求不是那么高的情况下，可以使用上面这个RemoveAtSwap函数，这个函数和RemoveAt不同的是，在移除之后，将数组最后一个元素挪到删除的位置，而其他元素位置都保持不变，这样就不存在遍历移动的耗时操作了，对于性能要求很高但顺序要求不高的场合下，用这个函数性能会更好一些。

除了指定索引删除外，还可以指定元素内容或匹配条件来删除，同时也存在Swap版本。对于条件匹配，需要传入一个Predicate class，这个可以是一个函数或lambda，或函数对象。这里需要注意移除的条件函数内部，不要再对当前数组进行插入或删除，否则可能引起崩溃或数据错误等预料之外的问题。

4 查找：

和前面类似，也提供查找函数，支持返回索引或返回元素本身指针，通过条件查找等不同版本。

5 迭代器

UE4提供了C++返回标准迭代器的begin和end函数，因此可以使用range-for语法遍历。其实看这里代码，能明显感受到C++设计上的槽点和UE4的无奈。按UE4自己的编码规范，函数必须以大写字母开头，但这里被stl胁迫也得乖乖妥协，硬是写了几个小写字母开头的函数，然后在注释上写，让大家不要直接用：D

同样的，也提供了非标准C++的迭代器版本。标准迭代器也是包装这个非标准迭代器。

这种迭代器提供了额外的运算符和几个函数，可以做到移动位置，清空，跳到末尾，移除当前等操作，和STL不一样的地方是，RemoveCurrent可以在遍历中操作，不用担心Index越界问题，写代码时候会更加方便。另外迭代器结束是通过operator bool来判断，而不是STL的end()函数（虽然end()也可以，但毕竟上面注释都写了不要直接使用）