5.2. Динамические массивы
Под динамическим массивом понимают массив размер котрого определяется в процессе работы программы и неизвестен при ее написании. Создать такой массив с помощью указателей несложно, но прежде чем приступить к изучению динамических массивов, рассмотрим как резервируется память для обычного массива. При объявлении массива, например,
int array[10];
происходит следующее. Программа резервирует 10 смежных ячеек памяти, по 4 байта в каждой ячейке. Именно такое количество байтов необходимо для хранения числа типа int. Кроме того, компьютер запоминает адрес первого элемента массива array[0]. Этот адрес, как мы увидим позже, хранится в указателе, которым является имя массива. Адреса всех остальных элементов не запоминаются, а вычисляются относительно адреса array[0]. То есть
адрес второго элемента =адресу первого элемента +4,
адрес третьего элемента =адресу первого элемента +2*4,
и т.д.
Все это говорит о том, что имя массива, на самом деле, представляет собой переменную указатель, которая указывает на первый элемент массива array[0]. Чтобы убедиться в этом рассмотрим маленькую программу.
#include <iostream>
using namespace std;
typedef int* pointer; /*определение типа, т.е. далее указатель типа int можно объявлять как тип pointer*/
int main(){
Int array[10]; //объявляется массив с именем array
pointer point; //объявление указателя соответствующего типа
for(int i=0; i<10; i++){
array[i]=i; //заполнение массива целыми числами
cout<< array[i];
}
cout<<"\n";
point=array; //Значение одного указателя присваивается другому
for(int i=0; i<10; i++)
cout<< point[i];
return 0;
}
В результате выполнения программы получим следующее
0123456789
0123456789
После присвоения значения одного указателя другому, point указывает на тоже место в памяти, что и array. Значит point можно рассматривать как идентификатор массива, а array как указатель, что и подтверждают результаты выполнения программы.
Вот еще интересный пример, это фрагмент программы:
Int a[10]; //объявляется массив с именем a
int i;
for (i=0; i<10; i++) {
a[i] = i; //в массив записываются числа по порядку
cout<<i[a]; //выводятся элементы несуществующего массива
}
Вот результат
Этот пример говорит о том, что для С++ массивы a[i] и i[a] – это одно и тоже Точнее для С++ идентификаторы a[i] и i[a] это адреса, которые вычисляются как сумма адресов – адреса первой ячейки массива a и адреса сдвига i.
Теперь, наконец, обратимся к динамическим массивам. Динамические массивы создаются с помощью оператора new . Рассмотрим несколько примеров
//пример массива типа int
Int *array1; //указатель типа int с именем array1
array1=new int[10]; /* просим дать свободный адрес для
* массива из 10-ти элементов типа.
* int, т.к объявление размера массива
* должно быть проведено до его
* использования в программе */
// пример массива типа double
double *array2;
array2=new double[10];
// пример массива типа char
typeof char* dinamicArray;
dinamicArray array3;
array3=new char[10];
Вот пример программы в которой используются эти массивы.
#include <iostream>
# include<windows.h>
using namespace std;
int main(){
int n;
SetConsoleOutputCP(1251);
cout<<”Размер массива=”;
cin>>n;
int *array1;
array1=new int[n+2]; //создание массива int
for(int i=0; i<n+2; i++){ //цикл для заполнения массива
array1[i]=i; //заполнение массива целыми числами
cout<< array1[i];
}
cout<<endl;
double *array2;
array2=new double[n]; //создание массива double
for(int i=n-1; i>=0; i--){
array1[i]=i+0.0;
cout<< array1[i];
}
cout<<endl;
typedef char* dinamicArray;
dinamicArray array3=new char[n]; // объявление с
// инициализацией
for(int i=0; i<n; i++){
array1[i]=i;
cout<< array1[i];
}}
А вот результаты выполнения программы:
Многомерный массив в С++ рассматривается как массив массивов. Например,
int array[3][4][5];
можно рассматривать как массив из трех элементов, каждый из которых представляет собой двумерный массив 4×5. В памяти элементы массива размещаются в порядке возрастания правого индекса.
Динамические двумерные массивы создаются сложнее. Для их создания вводится указатель на указатель, и выделяется память под массив указателей на строки массива.
int **a=new int*[r]; //r- количество строк
Каждый из указателей, входящий в массив, является указателем на строку двумерного массива.
Далее организуется цикл для выделения памяти под каждую строку массива
for(int i=0; i<r;i++)
каждому элементу массива указателей на строки присваевается адрес начала участка памяти, выделенного под строку двумерного массива
a[i]=new int[c]; // с- количество столбцов
Пример в котором создается, заполняется динамический двумерный массив размерностью NxM и выводится на печать? После чего находятся номера отрицательных элементов каждой строки и каждого столбца.
#include <iostream.h>
#include <windows.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
int n = 0; //Количество строк
int m = 0; //Количество столбцов
SetConsoleOutputCP(1251);
cout << "Введите n: ";
cin >> n;
cout << " Введите m: ";
cin >> m;
//Создаем массив указателей
int** arr=new int*[n];
for (int i=0; i<n; ++i)
arr[i]=new int[m];
//Заполняем массив
for (int i=0; i<n; ++i)
{
for (int j=0; j<m; ++j)
{
cout<<"arr["<<i<<"]["<<j<<"]=";
cin>>arr[i][j];
}
}
//Поиск отрицательных чисел в столбце
cout << "В столбце:\n";
//в следующем цикле объявлены 2 переменные !
for (int i=0, index=-1; i<m; ++i)
{
for (int j=0; j<n; ++j)
if(arr[j][i]<0) index=j;
if (index !=- 1) cout<<i<<") "<<index<<endl;
}
cout << "В строке:\n";
for (int i = 0, index=-1; i<m; ++i)
{
for (int j = 0; j<n; ++j)
if (arr[i][j]<0) index=j;
if (index != - 1) cout<<i<<") "<<index<<endl;
}
//Удаляем массив
//сначала удаляются указатели на столбцы
for (int i=0; i<n; ++i) delete [] arr[i];
//потом указатели на строки
delete [] arr;
_flushall(); //очистка всех буферов
char z;
cin>>z;return 0;
}
В языке С++ могут применяться массивы указателей. Объявление происходит точно также как и обычных массивов, например,