Массивы строк

В программировании типично использование массивов строк. Например, процессор ввода в базу данных может проверять команды пользователя в строковом массиве. Для создания массива строк используется двумерный массив символов. Левый индекс определяет число строк, а правый индекс - максимальное число символов в каждой строке. Данный фрагмент кода объявляет массив из 30-ти строк, причем каждая может содержать до 79 символов включительно: char str_array [30] [80]; Доступ к отдельным строкам очень прост - необходимо просто определить левый индекс. Следующий оператор вызывает функцию gets(), передавая ей в качестве параметра третью строку массива str_array: gets(str_array [2]) ; Данная функция эквивалентна gets(&str_array [2] [0]); но предыдущий вариант более типичен при написании профессиональных программ.

Чтобы лучше понять принцип работы символьных массивов, рассмотрим следующую программу, использующую массив как основу простейшего текстового редактора. #include <stdio.h> #define MAX 100 #define LEN 255 char text[MAX][LEN]; /* простейший текстовый редактор */ int main(void) { register int t, i, j; for (t=0; t<MAX; t++) { printf ("%d: ", t); gets(text [t]); if(!*text [t]) break; /* выход по пустой строке */ } /* посимвольный вывод текста */ for (i=0; i<t; i++) { for(j=0; text[i][j]; j++) printf("%с", text[i][j]); printf ("%с", '\n'); } return 0; } Данная программа осуществляет ввод текста, пока не встретится пустая строка. Затем она отображает каждую строку. В целях иллюстрации она выводит текст посимвольно, с использованием первого индекса. Поскольку каждая строка массива завершается нулевым символом, подпрограмма, отображающая текст, может быть упрощена: for (i=0; i<t; i++) printf("%s\n", text[i]);

Многомерные массивы

С позволяет создавать массивы с размерностями больше двух. Многомерный массив объявляется следующим образом: тип имя [разнерN] ... [размер2] [размер1];  

Массивы, имеющие более трех размерностей, используются чрезвычайно редко, поскольку требуется большой объем памяти для их хранения.

Важно знать, что в многомерных массивах требуется некоторое время на вычисление каждого индекса. Это означает, что доступ к элементу в многомерных массивах происходит медленнее, чем доступ в одномерных массивах. По этой и другим причинам, если возникает необходимость в многомерных массивах, для них чаще всего память выделяется динамически с использованием функции динамического выделения памяти.

При передаче многомерных массивов функции следует определить все размерности, кроме самой левой. Например, если массив m определен как int m [4] [3] [6] [5]; то функция func1(), получающая m, может выглядеть следующим образом: int func1 (int d[] [3] [6] [5]) { ... }

Конечно, можно свободно включить и левую размерность, если так нравится.

Индексация с помощью указателей

Указатели и массивы очень тесно связаны между собой. Как объяснялось ранее, имя массива без индекса - это указатель на первый элемент массива. Пусть имеется массив char р [10]; тогда следующие операторы идентичны: р &р [0] Выражение р == &р [0] выдает истину, поскольку адрес первого элемента и адрес массива совпадают.

Справедливо и обратное. Любой указатель может быть проиндексирован, как будто это массив. Например: int *р, i [10]; p = i; р[5] = 100; /* присвоение с помощью индекса */ *(р+5) = 100; /* присвоение с помощью арифметики с указателями */ Оба оператора присваивания помещают значение 100 в шестой элемент i. Первый оператор использует индексацию с р, а второй - арифметику указателей. Так или иначе, результат одинаков.

Данные способы индексации совершенно справедливы для массивов размерности 2 и более. Предположим, что а - это целочисленный массив 10 на 10. Тогда нижеприведенные операторы эквивалентны: а &а [0] [0] Более того, к элементу 0, 4 массива а можно обратиться или с помощью индексации массива -а[0][4], или с помощью указателя — *((int *) а + 4). Аналогично к элементу 1, 2 можно обратиться или с помощью индексации массива - а [1] [2], или с помощью указателя - *((int *) а + 12). В целом, для любого двумерного массива справедливо а[j][k] эквивалентно *((тип *) a + (j * длина строки) + k) где тип - это базовый тип массива.

Указатели иногда используются для обращения к массивам, поскольку арифметика указателей чаще всего выполняется быстрее, чем индексация массивов. Преимущество - скорость использования указателей - наиболее заметно, когда осуществляется последовательный доступ к массиву. В данной ситуации указатель может увеличиваться или уменьшаться с помощью эффективных операторов увеличения или уменьшения. С другой стороны, если доступ к массиву происходит случайным образом, то лучше использовать индексацию массива, а не указатели.

Двумерные массивы подобны массивам указателей на строки. Поэтому использование отдельных указателей является одним из легких способов доступа к элементам двумерного массива.

Следующая функция демонстрирует данный прием. Она выводит содержимое указанной строки глобального целочисленного массива num: int num [10][10]; void pr_row (int j ) { int *p, t; p = num [ j]; /* получение адреса первого элемента строки j */ for(t=0; t<10; ++t) printf("%d ",(p+t) ); } Данный код может быть обобщен, если передавать в качестве аргументов строку, длину строки и указатель на первый элемент массива: /* общий */ void pr_row(int j, int row_dimension, int *p) { int t; p = p + (j * row_dimension); for(t=0; t<row_dimension; ++t) printf("%d ", *(p+t)); }

С массивами, имеющими размерность более чем 2, можно поступать аналогичным образом. Например, трехмерный массив может быть упрощен до указателя на двумерный массив, который в свою очередь может быть упрощен до указателя на одномерный массив. В общем случае N-мерный массив может быть упрощен до указателя на (N-1)-мерный массив. Данный новый массив может быть аналогичным образом упрощен. Этот процесс продолжается, пока не получится одномерный массив.