Читать онлайн «Язык программирования C++. Пятое издание». Страница 45

Если программа нуждается в продолжительном доступе к содержимому массива, возвращенного функцией c_str(), то следует создать его копию.

Использование массива для инициализации вектора

В разделе 3.5.1 упоминалось о том, что нельзя инициализировать встроенный массив другим массивом. Инициализировать массив из вектора также нельзя. Однако можно использовать массив для инициализации вектора. Для этого необходимо определить адрес первого подлежащего копированию элемента и элемента, следующего за последним.

int int_arr[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5};

// вектор ivec содержит 6 элементов, каждый из которых является

// копией соответствующего элемента массива int_arr

vector<int> ivec(begin(int_arr), end(int_arr));

Два указателя, используемые при создании вектора ivec, отмечают диапазон значений, используемых для инициализации его элементов. Второй указатель указывает на следующий элемент после последнего копируемого. В данном случае для передачи указателей на первый и следующий после последнего элементы массива int_arr использовались библиотечные функции begin() и end() (см. раздел 3.5.3). В результате вектор ivec содержит шесть элементов, значения которых совпадают со значениями соответствующих элементов массива int_arr.

Определяемый диапазон может быть также подмножеством массива:

// скопировать 3 элемента: int_arr[1], int_arr[2], int_arr[3]

vector<int> subVec(int_arr + 1, int_arr + 4);

Этот код создает вектор subVec с тремя элементами, значения которых являются копиями значений элементов от intarr[1] до intarr[3].

Совет. Используйте вместо массивов библиотечные типы

Указатели и массивы на удивление сильно подвержены ошибкам. Частично проблема в концепции: указатели используются для низкоуровневых манипуляций, в них очень просто сделать тривиальные ошибки. Другие проблемы возникают из-за используемого синтаксиса, особенно синтаксиса объявлений.

Упражнения раздела 3.5.5

Упражнение 3.41. Напишите программу, инициализирующую вектор значениями из массива целых чисел.

Упражнение 3.42. Напишите программу, копирующую вектор целых чисел в массив целых чисел.

Строго говоря, никаких многомерных массивов (multidimensioned array) в языке С++ нет. То, что обычно упоминают как многомерный массив, фактически является массивом массивов. Не забывайте об этом факте, когда будете использовать то, что называют многомерным массивом.

При определении массива, элементы которого являются массивами, указываются две размерности: размерность самого массива и размерность его элементов.

int ia[3][4]; // массив из 3 элементов; каждый из которых является

              // массивом из 4 целых чисел

// массив из 10 элементов, каждый из которых является массивом из 20

// элементов, каждый из которых является массивом из 30 целых чисел

int arr[10][20][30] = {0}; // инициализировать все элементы значением 0

Как уже упоминалось в разделе 3.5.1, может быть легче понять эти определения, читая их изнутри наружу. Сначала можно заметить определяемое имя, ia, далее видно, что это массив размером 3. Продолжая вправо, видим, что у элементов массива ia также есть размерность. Таким образом, элементы массива ia сами являются массивами размером 4. Глядя влево, видно, что типом этих элементов является int. Так, ia является массивом из трех элементов, каждый из которых является массивом из четырех целых чисел.

Прочитаем определение массива arr таким же образом. Сначала увидим, что arr — это массив размером 10 элементов. Элементы этого массива сами являются массивами размером 20 элементов. У каждого из этих массивов по 30 элементов типа int. Нет предела количеству используемых индексирований. Поэтому вполне может быть массив, элементы которого являются массивами массив, массив, массив и т.д.

В двумерном массиве первую размерность зачастую называют рядом (row), а вторую — столбцом (column).

Инициализация элементов многомерного массива

Подобно любым массивам, элементы многомерного массива можно инициализировать, предоставив в фигурных скобках список инициализаторов. Многомерные массивы могут быть инициализированы списками значений в фигурных скобках для каждого ряда.

int ia[3][4] = { // три элемента; каждый - массив размером 4

 {0, 1, 2, 3},   // инициализаторы ряда 0

 {4, 5, 6, 7},   // инициализаторы ряда 1

 {8, 9, 10, 11}  // инициализаторы ряда 2

};

Вложенные фигурные скобки необязательны. Следующая инициализация эквивалентна, хотя и значительно менее очевидна:

// эквивалентная инициализация без необязательных вложенных фигурных

// скобок для каждого ряда

int ia[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};

Как и в случае одномерных массивов, элементы списка инициализации могут быть пропущены. Следующим образом можно инициализировать только первый элемент каждого ряда:

// явная инициализация только нулевого элемента в каждом ряду

int ia[3][4] = {{ 0 }, { 4 }, { 8 } };

Остальные элементы инициализируются значением по умолчанию, как и обычные одномерные массивы (см. раздел 3.5.1). Но если опустить вложенные фигурные скобки, то результаты были бы совсем иными:

// явная инициализация нулевого ряда;

// остальные элементы инициализируются

// по умолчанию

int ix[3][4] = {0, 3, 6, 9};

Этот код инициализирует элементы первого ряда. Остальные элементы инициализируются значением 0.

Индексация многомерных массивов

Подобно любому другому массиву, для доступа к элементам многомерного массива можно использовать индексирование. При этом для каждой размерности используется отдельный индекс.

Если выражение предоставляет столько же индексов, сколько у массива размерностей, получается элемент с определенным типом. Если предоставить меньше индексов, чем есть размерностей, то результатом будет элемент внутреннего массива по указанному индексу:

// присваивает первый элемент массива arr последнему элементу

// в последнем ряду массива ia

ia[2][3] = arr[0][0][0];

int (&row)[4] = ia[1]; // связывает ряд второго массива с четырьмя

                       // элементами массива ia

В первом примере предоставляются индексы для всех размерностей обоих массивов. Левая часть, ia[2], возвращает последний ряд массива ia. Она возвращает не отдельный элемент массива, а сам массив. Индексируем массив, выбирая элемент [3], являющийся последним элементом данного массива.

Точно так же, правый операнд имеет три размерности. Сначала выбирается массив по индексу 0 из наиболее удаленного массива. Результат этой операции — массив (многомерный) размером 20. Используя массив размером 30, извлекаем из этого массива с 20 элементами первый элемент. Затем выбирается первый элемент из полученного массива.

Во втором примере row определяется как ссылка на массив из четырех целых чисел. Эта ссылка связывается со вторым рядом массива ia.

constexpr size_t rowCnt = 3, colCnt = 4;

int ia[rowCnt][colCnt]; // 12 неинициализированных элементов

// для каждого ряда

for (size_t i = 0; i != rowCnt; ++i) {

 // для каждого столбца в ряду

 for (size_t j = 0; j != colCnt; ++j) {

  // присвоить элементу его индекс как значение

  ia[i][j] = i * colCnt + j;

 }

}

Внешний цикл for перебирает каждый элемент массива ia. Внутренний цикл for перебирает элементы внутренних массивов. В данном случае каждому элементу присваивается значение его индекса в общем массиве.

Использование серийного оператора for с многомерными массивами

По новому стандарту предыдущий цикл можно упростить с помощью серийного оператора for:

size_t cnt = 0;

for (auto &row : ia)     // для каждого элемента во внешнем массиве

 for (auto &col : row) { // для каждого элемента во внутреннем массиве

  col = cnt;             // присвоить значение текущему элементу

  ++cnt;                 // инкремент cnt