我们将继续“深入探索C ++”系列。本系列文章的目的是尽可能多地告诉您该语言的各种功能，可能很特殊。这是本系列的第四篇文章，有关C ++重载的前三篇文章在这里，这里和这里。

本文是关于数组的。数组可以归因于C ++最古老的层，它们来自C的第一个版本。尽管如此，数组还是包含在C ++的面向对象类型系统中，尽管有一些注意事项。对于程序员来说，了解这些功能很重要，以避免潜在的错误。本文还探讨了另一个C遗留物-普通类型和未初始化的变量。C ++ 11的某些创新会影响数组的工作；所有这些新功能也将详细介绍。因此，让我们尝试讲述有关数组的所有信息。

1.一般规定

数组是最简单的聚合类型。他对在连续内存段中排成一行的一组相似元素进行建模。几乎所有编程语言都支持一种形式或另一种形式的数组，并且毫不奇怪，它们出现在C的第一个版本中，然后成为C ++的一部分。

1.1。数组声明

如果在编译时评估了T某些类型，N常量或表达式，则该指令

T a[N];

a « N T» (array of N elements of the type T). N std::size_t, , , . sizeof(T) , , , N*sizeof(T) . . T[N], . , , , , .

(regular arrays), , «» C++ .

:

const int N = 8;
constexpr int Square(int n) { return n * n; }

int a1[1];
int a2[N];
int a3['Q'];
int a4[Square(2)];

int n;

int b1[0];   //  
int b2[n];   //      
int b3["Q"]; //     size_t

, 0 N-1. :

int a[4];
a[0] = 42;
int t = a[3];

, .

int a[4], b[8];

. typedef:

typedef int I4[4];

(C++11) using:

using I4 = int[4];

I4 a, b;

int a[4], b[4];

1.2.

sizeof .

sizeof , .

_countof() ( MSVS <cstdlib>) , . ++17 std::size(), ( , ).

int a[4];
std::cout << sizeof(a) << ' ' << std::size(a) << '\n';

: 16 4

C++11 ( ) std::begin() std::end(). std::begin() , std::end() past-the-last . ( : std::cbegin(), std::cend().) for.

int a[4]{ 4, 3, 2, 1 };

for (auto t : a)
{
    std::cout << t << ' ';
}

std::sort(std::begin(a), std::end(a));

1.3.

, , , . , , . (, .) . (. 6) .

1.4.

, void.

int u, v;
int &rr[2] = { u, v }; //

int * const rr[2] = { &u, &v };

( 3.2.)

C++11 std::reference_wrapper<>. , . , - get(). .

int u = 42, v = 5;
std::reference_wrapper<int> rr[2] = { u, v };
std::cout << rr[0] << ' ' << rr[1] << '\n'; // : 42 5
++rr[0];
rr[1].get() = 125;                          // get() 
std::cout << u << ' ' << v << '\n';         // : 43 125

int ff[2](double); //

int (*ff[2])(double);

std::reference_wrapper<> , — , &. — std::function<>, .

auto.

auto x[2] = {1, 2}   //

const , .

using I4 = int[4];
const I4 ci; //  ,   const int ci[4];

2.

, C++.

2.1.

, , «». (decay, array-to-pointer decay). (Decay .) , . sizeof, & ( ) . sizeof 1.2, 4. decltype , .

, . ( C) :

const int N = 100;
int a[N];
for (int *d = a, *end = d + N; d < end; ++d)
{
    *d = rand();
}

, .

void Foo(int a[4]);
void Foo(int a[]);
void Foo(int *a);

— . (, ).

// file 1
int A[4];

// file 2
extern int A[];

auto .

int a[4];
auto da = a; //  da   int*

template<typename T>
void Foo(T t);

, .

. ( C .) .

class B {/* ... */};
class D : public B {/* ... */};
void Foo(B[], int size); //     B

D d[4];
Foo(d, _countof(d));

sizeof(B) < sizeof(D), Foo() d ( , ) , , Foo() . , , .

2.2.

( ) , «». , :

using I4 = int[4];
I4 a;
I4 b = a; // 
I4 b2;
b2 = a; //

I4 Foo(); //

//, ( ) .

struct X 
{ 
    int A[4]; 
};

, .

X Foo();
X x;
X x2 = x;
X x3;
x3 = Foo();

3.

3.1.

++. , — . , . , . , ++, . , , , , , , . : , , , , .

, - . . , . , - , .

: (), , , , . , . .

, , .

++11 , ( <type_traits>). , . std::is_trivial<>::value true, T false .

3.2.

3.2.1.

, . , , . , , .

C :

int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };

++11 (uniform initialization) :

int a[4]{ 1, 2, 3, 4 };

=, , , , .

, .

int a[] { 1, 2, 3, 4 };

, . , (, , ), . , , .

int a[4]{};

const int a[4] = { 3, 2, 1 };

, .

const char str[] = "meow";
const wchar_t wstr[] = L"meow";

, .

3.2.2.

++11 , . : .

class X
{
    int a[4]{ 1, 2, 3, 4 };
    int b[2];
// ...
public:
    X(int u, int v) : b{ u, v } 
    {}
// ...
};

, .

, , , .

class X
{
    static int A[];
// ...
};

int X::A[] = { 1, 2, 3, 4 };

3.2.3.

, , , (, , constexpr). , , — . :

T a[] = {x1 /*, ... */};

T a[]{x1 /*, ... */};

T t = x1;

. .

class Int
{
    int m_Value;
public:
    Int(int v) : m_Value(v) {}
// ...
};
// ...
int x, y;
// ...
Int rr[] = { x, y };

Int explicit, .

Int rr[] = { Int(x), Int(y) };

. .

4.

4.1.

T a[N];

T(*pa)[N] = &a;

&. T(*)[N].

, N T.

— ( , , ), . , «» . .

int a[4];
int(*pa)[4] = &a; // OK
int(*p2)[2] = &a; // ,

, .

* .

(*pa)[3] = 42;

using I4 = int[4];
I4 a{ 1, 2, 3, 4 };
I4 *pa = &a;

auto, .

int a[4];
auto pa = &a; //  pa   int(*)[4]

, .

4.2.

T a[N];

T(&ra)[N] = a;

, . T(&)[N].

T(*pa)[N] = &a;
T(&ra)[N] = *pa;

, «» . .

int a[4];
int(&ra)[4] = a; // OK
int(&r2)[2] = a; // ,

, .

ra[3] = 0;

, .

void Foo(T(&a)[N]);

T[N], .

using I4 = int[4];
I4 a{ 1, 2, 3, 4 };
I4 &ra = a;

auto, .

int a[4];
auto &ra = a; //  ra   int(&)[4]

& auto, , ra int*.

template<typename T>
void Foo(T& t);

, .

template<typename T, std::size_t N>
void Foo(T(&a)[N]);

T N ( ). , . _countof() std::size(), std::begin() std::end(), for . 5 .

5.

C++ , a[N, M] , « », a[N][M].

T , N M , ,

T a[N][M];

a , N , M T. . a[i][j], i 0 N-1, j 0 M-1, . , . N , M . T[N][M].

a[i] M T. , .

T *dai = a[i];
T(*pai)[M] = &a[i];
T(&rai)[M] = a[i];

. , .

T a[N][M];
T(*da)[M] = a;

, :

void Foo(T a[N][M]);
void Foo(T a[][M]);
void Foo(T(*a)[M]);

, .

using I4 = int[4];
I4 b[2];

int b[2][4];

int b[2][4] = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}};

, {}. .

int b[][4] = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}}; // 
int b[][] = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}};  //

T a[N][M];
T(*pa)[N][M] = &a;

. .

template<typename T, std::size_t N, std::size_t M>
void Print2dArray(T(&a)[N][M])
{
    for (int i = 0; i < N; ++i)
    {
        for (int j = 0; j < M; ++j)
        {
            std::cout << a[i][j] << ' ';
        }
        std::cout << '\n';
    }
}
// ...
int b[2][4] = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}};
Print2dArray(b);

1 2 3 4
5 6 7 8

T mtx[N][M];

N , M , mtx[i][j] i- j- , mtx[i] M, i- . , . , .

6.

C++ « ». , ( ). . C++ .

6.1.

T , n , ,

T *pa = new T[n];

. n std::size_t, . , , n*sizeof(T), . pa .

T , , .

C++11 .

int *pa = new int[n]{1, 2, 3, 4};

, ( , n ). , , . , , .

new[] . , , T , . - , , , . std::bad_alloc.

delete[], , new[].

delete[] pa;

, , , ( ), .

pa, new[], , ( «») , . for.

6.2.

std::unique_ptr<> (. [Josuttis]). , [] -> delete[] . :

int n = 100; 
std::unique_ptr<int[]> aptr(new int[n]);
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
    aptr[i] = i; 
}

: , , for. std::unique_ptr<> , std::vector<>. std::shared_ptr<> .

6.3.

, new T[n][m], n m , . , , . M , , :

T(*pa)[M] = new T[n][M];

new[] . pa[i][j], pa[i] M T.

using I4 = int[4];
I4 *pa = new I4[n];

[] , , . .

// 2D interface to a buffer
template<typename T>
class MatrixView 
{
    T * const m_Buff;
    int const m_RowCount;
    int const m_ColCount;
public:
    MatrixView(T* buff, int rowCount, int colCount)
        : m_Buff(buff)
        , m_RowCount(rowCount)
        , m_ColCount(colCount)
    {}
    T *operator[](int rowInd) const
    {
        return m_Buff + rowInd * m_ColCount;
    }
};
// buffer owner
template<typename T>
class DynBuffer 
{
    T* const m_Buff;
protected:
    T* Buff() const { return m_Buff; };
    DynBuffer(int length) : m_Buff(new T[length]{}) {}
    ~DynBuffer() { delete[] m_Buff; }
    DynBuffer(const DynBuffer&) = delete;
    DynBuffer& operator=(const DynBuffer&) = delete;
};

template<typename T>
class MatrixSimple 
    : DynBuffer<T>, public MatrixView<T>
{
    using Buff = DynBuffer<T>;
    using View = MatrixView<T>;
public:
    MatrixSimple(int rowCount, int colCount)
        : Buff(rowCount * colCount)
        , View(Buff::Buff(), rowCount, colCount)
    {}
};

MatrixSimple<int> mtx(3, 3);
mtx[1][2] = 42; //  ,

proxy-, , RowProxy, . , , , - begin(), end(), etc. .

7.

, «». T[]. .

//  
template <typename T>
class U
{
public:
    const char* Tag() const { return "base"; }
};

//    
template <typename T>
class U<T*>
{
public:
    const char* Tag() const { return "pointer"; }
};

//    
template <typename T>
class U<T[]>
{
public:
    const char* Tag() const { return "array"; }
};

U<int> u1;
U<int*> u2;
U<int[]> u3;

std::cout << u1.Tag() << ' ' << u2.Tag() << ' ' << u3.Tag();

: base pointer array

std::unique_ptr<>, , . 6.2.

8.

( ), .

std::array<>. ( C++11, . [Josuttis].) , : . , . :

std::array<int, 4> a{1, 2, 3, 4};

for (int i = 0; i < a.size(); ++i)
{
    std::cout << a[i] << ' ';
}
for (auto it = a.begin(); it != a.end(); ++it)
{
    std::cout << *it << ' ';
}
for (auto t : a)
{
    std::cout << t << ' ';
}

std::vector<>. , ( №1), - .

std::valarray<>. .

[Josuttis]
Josattis，尼古拉·M·C ++标准库：参考指南，第二版。来自英语 -M .: LLC“ I.D. 威廉姆斯，2014年。

C ++中的数组

目录