Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Определяя указатель на многомерный массив, помните, что на самом деле он является массивом массивов.

Поскольку многомерный массив в действительности является массивом массивов, тип указателя, в который преобразуется массив, является типом первого внутреннего массива.

int ia[3][4]; // массив размером 3 элемента; каждый элемент - массив

// из 4 целых чисел

int (*p)[4] = ia; // p указывает на массив из четырех целых чисел

p = &ia[2]; // теперь p указывает на последний элемент ia

Применяя стратегию из раздела 3.5.1, начнем рассмотрение с части (*p), гласящей, что p— указатель. Глядя вправо, замечаем, что объект, на который указывает указатель p, имеет размер 4 элемента, а глядя влево, видим, что типом элемента является int. Следовательно, p— это указатель на массив из четырех целых чисел.

Круглые скобки в этом объявлении необходимы.

int *ip[4]; // массив указателей на int

int (*ip)[4]; // указатель на массив из четырех целых чисел

Новый стандарт зачастую позволяет избежать необходимости указывать тип указателя на массив за счет использования спецификаторов autoи decltype(см. раздел 2.5.2).

// вывести значение каждого элемента ia; каждый внутренний массив

// отображается в отдельной строке

// p указывает на массив из четырех целых чисел

for (auto p = ia; p != ia + 3; ++p) {

// q указывает на первый элемент массива из четырех целых чисел;

// т.е. q указывает на int

for (auto q = *p; q != *p + 4; ++q)

cout << *q << ' '; cout << endl;

}

Внешний цикл forначинается с инициализации указателя pадресом первого массива в массиве ia. Этот цикл продолжается, пока не будут обработаны все три ряда массива ia. Инкремент ++pперемещает указатель pна следующий ряд (т.е. следующий элемент) массива ia.

Внутренний цикл forвыводит значения внутренних массивов. Он начинается с создания указателя qна первый элемент в массиве, на который указывает указатель p. Результатом *pбудет массив из четырех целых чисел. Как обычно, при использовании имени массива оно автоматически преобразуется в указатель на его первый элемент. Внутренний цикл forвыполняется до тех пор, пока не будет обработан каждый элемент во внутреннем массиве. Чтобы получить указатель на элемент сразу за концом внутреннего массива, мы снова обращаемся к значению указателя p, чтобы получить указатель на первый элемент в этом массиве. Затем добавляем к нему 4, чтобы обработать четыре элемента в каждом внутреннем массиве.

Конечно, используя библиотечные функции begin()и end()(см. раздел 3.5.3), этот цикл можно существенно упростить:

// p указывает на первый массив в ia

for (auto p = begin(ia); p != end(ia); ++p) {

// q указывает на первый элемент во внутреннем массиве

for (auto q = begin(*p); q != end(*p); ++q)

cout << *q << ' '; // выводит значение, указываемое q

cout << endl;

}

Спецификатор autoпозволяет библиотеке самостоятельно определить конечный указатель и избавить от необходимости писать тип, значение которого возвращает функция begin(). Во внешнем цикле этот тип — указатель на массив из четырех целых чисел. Во внутреннем цикле этот тип — указатель на тип int.

Псевдоним типа (см. раздел 2.5.1) может еще больше облегчить чтение, написание и понимание указателей на многомерные массивы. Рассмотрим пример.

using int_array = int[4]; // объявление псевдонима типа нового стиля;

// см. раздел 2.5.1

typedef int int_array[4]; // эквивалентное объявление typedef;

// см. раздел 2.5.1

// вывести значение каждого элемента ia; каждый внутренний массив

// отображается в отдельной строке

for (int_array *p = ia; p != ia + 3; ++p) {

for (int *q = *p; q != *p + 4; ++q)

cout << *q << ' ';

cout << endl;

}

Код начинается с определения int_arrayкак имени для типа "массив из четырех целых чисел". Это имя типа используется для определения управляющей переменной внешнего цикла for.

Упражнение 3.43. Напишите три разных версии программы для вывода элементов массива ia. Одна версия должна использовать для управления перебором серийный оператор for, а другие две — обычный цикл for, но в одном случае использовать индексирование, а в другом — указатели. Во всех трех программах пишите все типы явно, т.е. не используйте псевдонимы типов и спецификаторы autoили decltypeдля упрощения кода.

Упражнение 3.44. Перепишите программы из предыдущего упражнения, используя псевдоним для типа управляющих переменных цикла.

Упражнение 3.45. Перепишите программы снова, на сей раз используя спецификатор auto.

Одними из важнейших библиотечных типов являются vectorи string. Строка — это последовательность символов переменной длины, а вектор — контейнер объектов единого типа.

Итераторы обеспечивают косвенный доступ к хранящимся в контейнере объектам. Итераторы используются для доступа и перемещения между элементами в строках и векторах.

Массивы и указатели на элементы массива обеспечивают низкоуровневые аналоги библиотечных типов vectorи string. Как правило, предпочтительней использовать библиотечные классы, а не их низкоуровневые альтернативы, массивы и указатели, встроенные в язык.

Арифметические действия с итераторами(iterator arithmetic). Операции с итераторами векторов и строк. Добавление и вычитание целого числа из итератора приводит к изменению позиции итератора на соответствующее количество элементов вперед или назад от исходного. Вычитание двух итераторов позволяет вычислить дистанцию между ними. Арифметические действия допустимы лишь для итераторов, относящихся к элементам того же контейнера.

Арифметические действия с указателями(pointer arithmetic). Арифметические операции, допустимые для указателей. Указатели на массивы поддерживают те же операции, что и арифметические действия с итераторами.

Индекс(index). Значение, используемое в операторе индексирования для указания элемента, возвращаемого из строки, вектора или массива.