Параметры-массивы
Массив в С++ никогда не передается по значению, а только как указатель на его первый, точнее нулевой, элемент. Например, объявление
void putValues( int[ 10 ] );
рассматривается компилятором так, как будто оно имеет вид
void putValues( int* );
Размер массива неважен при объявлении параметра. Все три приведенные записи эквивалентны:
// три эквивалентных объявления putValues() void putValues( int* ); void putValues( int[] ); |
void putValues( int[ 10 ] );
Передача массивов как указателей имеет следующие особенности:
·
изменение значения аргумента внутри функции затрагивает сам переданный объект, а не его локальную копию. Если такое поведение нежелательно, программист должен позаботиться о сохранении исходного значения. Можно также при объявлении функции указать, что она не должна изменять значение параметра, объявив этот параметр константой:
void putValues( const int[ 10 ] );
· размер массива не является частью типа параметра. Поэтому функция не знает реального размера передаваемого массива. Компилятор тоже не может это проверить. Рассмотрим пример:
void putValues( int[ 10 ] ); // рассматривается как int* int main() { int i, j [ 2 ]; putValues( &i ); // правильно: &i is int*; // однако при выполнении возможна ошибка putValues( j ); // правильно: j - адрес 0-го элемента - int*; |
// однако при выполнении возможна ошибка
При проверке типов параметров компилятор способен распознать, что в обоих случаях тип аргумента int*
соответствует объявлению функции. Однако контроль за тем, не является ли аргумент массивом, не производится.
По принятому соглашению C-строка является массивом символов, последний элемент которого равен нулю. Во всех остальных случаях при передаче массива в качестве параметра необходимо указывать его размер. Это относится и к массивам символов, внутри которых встречается 0. Обычно для такого указания используют дополнительный параметр функции. Например:
void putValues( int[], int size ); int main() { int i, j[ 2 ]; putValues( &i, 1 ); putValues( j, 2 ); return 0; |
putValues()
печатает элементы массива в следующем формате:
( 10 )< 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 >
где 10 – это размер массива. Вот как выглядит реализация putValues(), в которой используется дополнительный параметр:
#include <iostream> const lineLength =12; // количество элементов в строке void putValues( int *ia, int sz ) { cout << "( " << sz << " )< "; for (int i=0;i<sz; ++i ) { if ( i % lineLength == 0 && i ) cout << "\n\t"; // строка заполнена cout << ia[ i ]; // разделитель, печатаемый после каждого элемента, // кроме последнего if ( i % lineLength != lineLength-1 && i != sz-1 ) cout << ", "; } cout << " >\n"; |
Другой способ сообщить функции размер массива-параметра – объявить параметр как ссылку. В этом случае размер становится частью типа, и компилятор может проверить аргумент в полной мере.
// параметр - ссылка на массив из 10 целых void putValues( int (&arr)[10] ); int main() { int i, j [ 2 ]; putValues(i); // ошибка: // аргумент не является массивом из 10 целых putValues(j); // ошибка: // аргумент не является массивом из 10 целых return 0; |
Поскольку размер массива теперь является частью типа параметра, новая версия putValues()
способна работать только с массивами из 10 элементов. Конечно, это ограничивает ее область применения, зато реализация значительно проще:
#include <iostream> void putValues( int (&ia)[10] ) { cout << "( 10 )< "; for ( int 1 =0; i < 10; ++i ) { cout << ia[ i ]; // разделитель, печатаемый после каждого элемента, // кроме последнего if ( i != 9 ) cout << ", "; } cout << " >\n"; |
}
Еще один способ получить размер переданного массива в функции – использовать абстрактный контейнерный тип. (Такие типы были представлены в главе 6. В следующем подразделе мы поговорим об этом подробнее.)
Хотя две предыдущих реализации putValues()
правильны, они обладают серьезными недостатками. Так, первый вариант работает только с массивами типа int. Для типа double*
нужно писать другую функцию, для long* – еще одну и т.д. Второй вариант производит операции только над массивом из 10 элементов типа int. Для обработки массивов разного размера нужны дополнительные функции. Лучшим решением было бы использовать шаблон – функцию, или, скорее, обобщенную реализацию кода целого семейства функций, которые отличаются только типами обрабатываемых данных. Вот как можно сделать из первого варианта putValues()
шаблон, способный работать с массивами разных типов и размеров:
template <class Type> void putValues( Type *ia, int sz ) { // так же, как и раньше |
Параметры шаблона заключаются в угловые скобки. Ключевое слово class
означает, что идентификатор Type служит именем параметра, при конкретизации шаблона функции putValues() он заменяется на реальный тип – int, double, string и т.д. (В главе 10 мы продолжим разговор о шаблонах функций.)
Параметр может быть многомерным массивом. Для такого параметра должны быть заданы правые границы всех измерений, кроме первого. Например:
putValues( int matrix[][10], int rowSize );
Здесь matrix
объявляется как двумерный массив, который содержит десять столбцов и неизвестное число строк. Эквивалентным объявлением для matrix
будет:
int (*matrix)[10]
Многомерный массив передается как указатель на его нулевой элемент. В нашем случае тип matrix – указатель на массив из десяти элементов типа int. Как и для одномерного массива, граница первого измерения не учитывается при проверке типов. Если параметры являются многомерными массивами, то контролируются все измерения, кроме первого.
Заметим, что скобки вокруг *matrix
необходимы из-за более высокого приоритета операции взятия индекса. Инструкция
int *matrix[10];
объявляет matrix как массив из десяти указателей на int.