Тип “массив”
Мы уже касались массивов в разделе 2.1. Массив – это набор элементов одного типа, доступ к которым производится по индексу – порядковому номеру элемента в массиве. Например:
int ival;
определяет ival как переменную типа int, а инструкция
int ia[ 10 ];
задает массив из десяти объектов типа int. К каждому из этих объектов, или элементов массива, можно обратиться с помощью операции взятия индекса:
ival = ia[ 2 ];
присваивает переменной ival
значение элемента массива ia с индексом 2. Аналогично
ia[ 7 ] = ival;
присваивает элементу с индексом 7 значение ival.
Определение массива состоит из спецификатора типа, имени массива и размера. Размер задает количество элементов массива (не менее 1) и заключается в квадратные скобки. Размер массива нужно знать уже на этапе компиляции, а следовательно, он должен быть константным выражением, хотя не обязательно задается литералом. Вот примеры правильных и неправильных определений массивов:
extern int get_size(); // buf_size и max_files константы const int buf_size = 512, max_files = 20; int staff_size = 27; // правильно: константа char input_buffer[ buf_size ]; // правильно: константное выражение: 20 - 3 char *fileTable[ max_files-3 ]; // ошибка: не константа double salaries[ staff_size ]; // ошибка: не константное выражение |
int test_scores[ get_size() ];
Объекты buf_size и max_files
являются константами, поэтому определения массивов input_buffer и fileTable
правильны. А вот staff_size – переменная (хотя и инициализированная константой 27), значит, salaries[staff_size] недопустимо. (Компилятор не в состоянии найти значение переменной staff_size в момент определения массива salaries.)
Выражение max_files-3
может быть вычислено на этапе компиляции, следовательно, определение массива fileTable[max_files-3]
синтаксически правильно.
Нумерация элементов начинается с 0, поэтому для массива из 10 элементов правильным диапазоном индексов является не 1 – 10, а 0 – 9. Вот пример перебора всех элементов массива:
int main() { const int array_size = 10; int ia[ array_size ]; for ( int ix = 0; ix < array_size; ++ ix ) ia[ ix ] = ix; |
При определении массив можно явно инициализировать, перечислив значения его элементов в фигурных скобках, через запятую:
const int array_size = 3; |
Если мы явно указываем список значений, то можем не указывать размер массива: компилятор сам подсчитает количество элементов:
// массив размера 3 |
Когда явно указаны и размер, и список значений, возможны три варианта. При совпадении размера и количества значений все очевидно. Если список значений короче, чем заданный размер, оставшиеся элементы массива инициализируются нулями. Если же в списке больше значений, компилятор выводит сообщение об ошибке:
// ia ==> { 0, 1, 2, 0, 0 } const int array_size = 5; |
Символьный массив может быть инициализирован не только списком символьных значений в фигурных скобках, но и строковым литералом. Однако между этими способами есть некоторая разница. Допустим,
const char cal[] = {'C', '+', '+' }; |
Размерность массива ca1
равна 3, массива ca2 – 4 (в строковых литералах учитывается завершающий нулевой символ). Следующее определение вызовет ошибку компиляции:
// ошибка: строка "Daniel" состоит из 7 элементов |
Массиву не может быть присвоено значение другого массива, недопустима и инициализация одного массива другим. Кроме того, не разрешается использовать массив ссылок. Вот примеры правильного и неправильного употребления массивов:
const int array_size = 3; int ix, jx, kx; // правильно: массив указателей типа int* int *iar [] = { &ix, &jx, &kx }; // error: массивы ссылок недопустимы int &iar[] = { ix, jx, kx }; int main() { int ia3{ array_size ]; // правильно // ошибка: встроенные массивы нельзя копировать ia3 = ia; return 0; |
}
Чтобы скопировать один массив в другой, придется проделать это для каждого элемента по отдельности:
const int array_size = 7; int ia1[] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 }; int main() { int ia3[ array_size ]; for ( int ix = 0; ix < array_size; ++ix ) ia2[ ix ] = ia1[ ix ]; return 0; |
В качестве индекса массива может выступать любое выражение, дающее результат целого типа. Например:
int someVal, get_index(); |
Подчеркнем, что язык С++ не обеспечивает контроля индексов массива – ни на этапе компиляции, ни на этапе выполнения. Программист сам должен следить за тем, чтобы индекс не вышел за границы массива. Ошибки при работе с индексом достаточно распространены. К сожалению, не так уж трудно встретить примеры программ, которые компилируются и даже работают, но тем не менее содержат фатальные ошибки, рано или поздно приводящие к краху.
Упражнение 3.22
Какие из приведенных определений массивов содержат ошибки? Поясните.
(a) int ia[ buf_size ]; (d) int ia[ 2 * 7 - 14 ] (b) int ia[ get_size() ]; (e) char st[ 11 ] = "fundamental"; |
Упражнение 3.23
Следующий фрагмент кода должен инициализировать каждый элемент массива значением индекса. Найдите допущенные ошибки:
int main() { const int array_size = 10; int ia[ array_size ]; for ( int ix = 1; ix <= array_size; ++ix ) ia[ ia ] = ix; // ... |