Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

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

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.

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 0из 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 rowопределяется 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 forперебирает каждый элемент массива ia. Внутренний цикл forперебирает элементы внутренних массивов. В данном случае каждому элементу присваивается значение его индекса в общем массиве.

Использование серийного оператора forс 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

}

Этот цикл присваивает элементам массива iaте же значения, что и предыдущий цикл, но на сей раз управление индексами берет на себя система. Значения элементов необходимо изменить, поэтому объявляем управляющие переменные rowи colкак ссылки (см. раздел 3.2.3). Первый оператор forперебирает элементы массива ia, являющиеся массивами из 4 элементов. Таким образом, типом rowбудет ссылка на массив из четырех целых чисел. Второй цикл forперебирает каждый из этих массивов по 4 элемента. Следовательно, colимеет тип int&. На каждой итерации значение cntприсваивается следующему элементу массива ia, а затем осуществляется инкремент переменной cnt.

В предыдущем примере как управляющие переменные цикла использовались ссылки, поскольку элементы массива необходимо было изменять. Однако есть и более серьезная причина для использования ссылок. Рассмотрим в качестве примера следующий цикл:

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

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

cout << col << endl;

Этому циклу запись в элементы не нужна, но все же управляющая переменная внешнего цикла определена как ссылка. Это сделано для того, чтобы избежать преобразования обычного массива в указатель (см. раздел 3.5.3). Если пренебречь ссылкой и написать эти циклы так, то компиляция потерпит неудачу:

for (auto row : ia)

for (auto col : row)

Как и прежде, первый цикл forперебирает элементы массива ia, являющиеся массивами по 4 элемента. Поскольку rowне ссылка, при его инициализации компилятор преобразует каждый элемент массива (как и любой другой объект типа массива) в указатель на первый элемент этого массива. В результате типом rowв этом цикле будет int*. Внутренний цикл forнекорректен. Несмотря на намерения разработчика, этот цикл пытается перебрать указатель типа int*.

Чтобы использовать многомерный массив в серийном операторе for, управляющие переменные всех циклов, кроме самого внутреннего, должны быть ссылками.

Подобно любым другим массивам, имя многомерного массива автоматически преобразуется в указатель на первый его элемент.