二維數(shù)組使用一般有兩種情況,一種是描述一個(gè)二維的事物。比如用1表示墻,用0表示通路,我們可以用二維數(shù)組來(lái)描述一個(gè)迷宮地圖;用1表示有通路,0表示沒(méi)有通路,我們可以用二維數(shù)組來(lái)描述幾個(gè)城市之間的交通情況。還有一種是描述多個(gè)具有多項(xiàng)屬性的事物。比如有多個(gè)學(xué)生,每個(gè)學(xué)生有語(yǔ)文、數(shù)學(xué)和英語(yǔ)三門(mén)成績(jī),我們就可以用二維數(shù)組來(lái)描述。對(duì)二維數(shù)組使用過(guò)程中的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探究。
關(guān)鍵詞:C++;二維數(shù)組;動(dòng)態(tài)分配;參數(shù);指針
C++程序中的new[]和delete[]作為動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配的重要手段在程序設(shè)計(jì)中有著廣泛應(yīng)用,尤其應(yīng)用在程序員自定義的類(lèi)與結(jié)構(gòu)的數(shù)組聲明上。但由于C++程序語(yǔ)言中并沒(méi)有給出顯示的數(shù)組訪(fǎng)問(wèn)限制[1],極易造成"數(shù)組越界"的錯(cuò)誤。這種錯(cuò)誤會(huì)引起對(duì)非程序數(shù)據(jù)段的修改,而使得程序崩潰。
1C++中二維數(shù)組的動(dòng)態(tài)分配
在C++中動(dòng)態(tài)分配二維數(shù)組可以先申請(qǐng)一維的指針數(shù)組,然后該數(shù)組中的每個(gè)指針再申請(qǐng)數(shù)組,這樣就相當(dāng)于二維數(shù)組了,但是這種方法會(huì)導(dǎo)致每行可能不相鄰,從而訪(fǎng)問(wèn)效率比較低。那么什么是真正的二維數(shù)組呢?C語(yǔ)言中的二維數(shù)組在內(nèi)存組織形式是按行存儲(chǔ)的連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。所以,必須保證數(shù)組元素是按行存儲(chǔ)的,而且也是最重要的是內(nèi)存要連續(xù)。
所以,筆者設(shè)計(jì)如下的一個(gè)方法:
假定二維數(shù)組的元素變量類(lèi)型是MyType;可以是C語(yǔ)言接受的除void之外的任何類(lèi)型,因?yàn)榫幾g器不曉得void類(lèi)型的大??;例如int,float,double等等類(lèi)型;
introw=2;/////暫假定行數(shù)是2,這個(gè)可以在運(yùn)行時(shí)刻決定;
intcolumn=3;/////暫假定列數(shù)是2,這個(gè)可以在運(yùn)行時(shí)刻決定;
void**ptdhead=NULL;//////////在后面說(shuō)明為什么要用void**類(lèi)型
void**ptdBody=NULL;//////////在后面說(shuō)明為什么要用void**類(lèi)型
ptdhead=(void**)malloc(sizeof(void*)*row+sizeof(MyType)*row*column);
if(!ptdhead)
returnFALSE;
ptdBody=ptdhead+row;
for(intncount=0;ncount<row;ncount++)
ptdhead[ncount]=ptdBody+ncount*column*sizeof(MyType)/sizeof(void*);
MyType**ptdheadRealse;
ptdheadRealse=(MyType**)ptdhead;///////////////////強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為自己程序需要的二維數(shù)組元素類(lèi)型的指針
ptdhead=NULL;
for(inti=0;i<row;i++)
{
for(intj=0;j<column;j++)
{ptdheadRealse[i][j]=i+j;////////進(jìn)行簡(jiǎn)單的初始化;}
}
這樣的一種方法動(dòng)態(tài)分配的二維數(shù)組,內(nèi)存是連續(xù)的,是真正意義的C語(yǔ)言二維數(shù)組,滿(mǎn)足所有二維數(shù)組訪(fǎng)問(wèn)的方法,而且內(nèi)存利用效率高,程序性能好。
2C++二維數(shù)組的傳遞
用二維數(shù)組作為參數(shù)傳遞(用二維數(shù)組處理矩陣),但是希望接受傳遞二維數(shù)組參數(shù)的函數(shù)可以處理任意維度的數(shù)組(希望矩陣的行數(shù)和列數(shù)都是不固定的)。但一般傳遞二維數(shù)組的基本規(guī)則好像是這樣的:可以用二維數(shù)組名作為實(shí)參或者形參,在被調(diào)用函數(shù)中對(duì)形參數(shù)組定義時(shí)可以可以指定所有維數(shù)的大小,也可以省略第一維的大小說(shuō)明。如:
voidFunc(intarray[3][10]);voidFunc(intarray[][10]);
二者都是合法而且等價(jià),但是不能把第二維或者更高維的大小省略,如下面的定義是不合法的:voidFunc(intarray[][]);將二維數(shù)組當(dāng)作參數(shù)的時(shí)候,必須指明所有維數(shù)大小或者省略第一維的,但是不能省略第二維或者更高維的大小,這是由編譯器原理限制的。但是我們?cè)诰帉?xiě)程序的時(shí)候卻需要用到各個(gè)維數(shù)都不固定的二維數(shù)組作為參數(shù),這就難辦了,編譯器不能識(shí)別阿,怎么辦呢?不要著急,編譯器雖然不能識(shí)別,但是我們完全可以不把它當(dāng)作一個(gè)二維數(shù)組,而是把它當(dāng)作一個(gè)普通的指針,再另外加上兩個(gè)參數(shù)指明各個(gè)維數(shù),然后我們?yōu)槎S數(shù)組手工尋址,這樣就達(dá)到了將二維數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)傳遞的目的,根據(jù)這個(gè)思想,我們可以把維數(shù)固定的參數(shù)變?yōu)榫S數(shù)隨即的參數(shù)托福_代考_答案_改分
3C++中二維數(shù)組形參的傳遞
voidFunc(intarray[3][10]);voidFunc(intarray[][10]);可以省略第一維的大小,錯(cuò)誤的是voidFunc(intarray[][].這樣的用法只能在初始化時(shí)可以用);這樣寫(xiě)也是錯(cuò)誤:voidFunc(constintm,constintn,intarray[m][n]);或voidFunc(intm,intn,intarray[m][n]);大家都知道數(shù)組的索引必須是個(gè)常量表達(dá)式,voidFunc(constintm,constintn,intarray[m][n]);如果constintm沒(méi)有初始化,那么系統(tǒng)將m或n自動(dòng)初始化為0,所以這樣些是不對(duì)的,如果我們采用這樣voidFunc(int**array,intm,intn)的形式,那么在實(shí)際的函數(shù)調(diào)用是,我們就要進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換才可以用,我們可以這樣調(diào)用voidFunc((int**)array,intm,intn);在函數(shù)調(diào)用時(shí),要把數(shù)組形式寫(xiě)成指針形式如*((int*)array+n*i+j);直接寫(xiě)intarray[i][j]會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤,編譯可以通過(guò),在VC編譯器中執(zhí)行會(huì)出現(xiàn)異常,DEV編譯器會(huì)出現(xiàn)一個(gè)隨機(jī)值,原因就在于如果寫(xiě)成intarray[i][j],編譯器無(wú)法正確的尋址,當(dāng)然各種編譯器對(duì)它的處理結(jié)果是不一樣的。如果我們的形參是數(shù)組,那么我們?cè)诤瘮?shù)體中可以用指針也可以用數(shù)組形式,但是如果我們形參數(shù)中用的是指針,最好也用指針,有時(shí)用數(shù)組形式會(huì)出錯(cuò),二維數(shù)組就是這樣職稱(chēng)英語(yǔ)_代考_答案_改分
4二維數(shù)組中的指針問(wèn)題
1)用指針表示二維數(shù)組元素。要用指針處理二維數(shù)組,首先要解決從存儲(chǔ)的角度對(duì)二維數(shù)組的認(rèn)識(shí)問(wèn)題。我們知道,一個(gè)二維數(shù)組在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)時(shí),是按照先行后列的順序依次存儲(chǔ)的,當(dāng)把每一行看作一個(gè)整體,即視為一個(gè)大的數(shù)組元素時(shí),這個(gè)存儲(chǔ)的二維數(shù)組也就變成了一個(gè)一維數(shù)組了。而每個(gè)大數(shù)組元素對(duì)應(yīng)二維數(shù)組的一行,我們就稱(chēng)之為行數(shù)組元素,顯然每個(gè)行數(shù)組元素都是一個(gè)一維數(shù)組。
2)用二維數(shù)組名作地址表示數(shù)組元素。我們還可以得到二維數(shù)組元素的一種表示方法:對(duì)于二維數(shù)組a,其a[0]數(shù)組由a指向,a[1]數(shù)組則由a+1指向,a[2]數(shù)組由a+2指向,以此類(lèi)推。因此,*a與a[0]等價(jià)、*(a+1)與a[1]等價(jià)、*(a+2)與a[2]等價(jià),┅,即對(duì)于a[i]數(shù)組,由*(a+i)指向。由此,對(duì)于數(shù)組元素a[i][j],用數(shù)組名a的表示形式為:*(*(a+i)+j)。指向該元素的指針為:*(a+i)+j。數(shù)組名雖然是數(shù)組的地址,但它和指向數(shù)組的指針變量不完全相同。指針變量的值可以改變,即它可以隨時(shí)指向不同的數(shù)組或同類(lèi)型變量,而數(shù)組名自它定義時(shí)起就確定下來(lái),不能通過(guò)賦值的方式使該數(shù)組名指向另外一個(gè)數(shù)組雅思_代考_答案_改分
3)行數(shù)組指針。在上面的說(shuō)明中我們已經(jīng)知道,二維數(shù)組名是指向行的,它不能對(duì)如下說(shuō)明的指針變量p直接賦值:inta[3][4]={{10,11,12,13},{20,21,22,23},{30,31,32,33}},*p;其原因就是p與a的對(duì)象性質(zhì)不同,或者說(shuō)二者不是同一級(jí)指針。C語(yǔ)言可以通過(guò)定義行數(shù)組指針的方法,使得一個(gè)指針變量與二維數(shù)組名具有相同的性質(zhì)。行數(shù)組指針的定義方法如下:數(shù)據(jù)類(lèi)型(*指針變量名)[二維數(shù)組列數(shù)];例如,對(duì)上述a數(shù)組,行數(shù)組指針定義如下:int(*p)[4];它表示,數(shù)組*p有4個(gè)int型元素,分別為(*p)[0]、(*p)[1]、(*p)[2]、(*p)[3],亦即p指向的是有4個(gè)int型元素的一維數(shù)組,即p為行指針此時(shí),可用如下方式對(duì)指針p賦值:p=a;
下面說(shuō)明一下,我碰到的問(wèn)題,我們定義了一下如下的函數(shù):voidfunction(double**array,intwidth,intheight)。
然后我們定義了一個(gè)二維數(shù)組doublep[3][3]={{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
當(dāng)我們調(diào)用function時(shí),即function(p,3,3),編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò):
errorC2664:'function':cannotconvertparameter1from'double[3][3]'to'double**'
參數(shù)傳遞實(shí)際上是一個(gè)賦值的過(guò)程,為了便于說(shuō)明我們底下都以賦值的方式加以說(shuō)明。
我們知道p是數(shù)組首地址,地址指向的是第一個(gè)行數(shù)組,在某種程度上來(lái)說(shuō)可以把二維數(shù)組名理解為指針的指針,但是這兩者是有區(qū)別的。
double*p[3]和double(*p)[3]
double*p[3]是一個(gè)指針數(shù)組,它是一個(gè)數(shù)組,里面存放了3個(gè)指針;double(*p)[3]它是一個(gè)數(shù)組指針,它是一個(gè)指針,這個(gè)指針指向的是一個(gè)數(shù)組,它和二維數(shù)組有相同的性質(zhì),具體說(shuō)明可以看下分割線(xiàn)中紅色的字體所示的部分,由此我們可以知道如下的賦值是可行的:doublep[3][3]={{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
double(*pp)[3]=p;
這里實(shí)際上的話(huà)也是應(yīng)該執(zhí)行了一次上面所說(shuō)的自動(dòng)轉(zhuǎn)化,p轉(zhuǎn)化了一個(gè)指向行數(shù)組的指針,然后賦值給了數(shù)組指針變量pp;另外,我們發(fā)現(xiàn)底下的賦值也是可行的:
double*p[3];
double**pp=p;
這里實(shí)際上也是執(zhí)行了一次上面所說(shuō)的轉(zhuǎn)化,p轉(zhuǎn)化了一個(gè)指向指針變量的指針,然后賦值給了pp;這里看下,上面兩次轉(zhuǎn)化后唯一的的區(qū)別于一個(gè)是指向數(shù)組的指針,一個(gè)是指向指針的指針,而C++不允許接下來(lái)的再次轉(zhuǎn)化,說(shuō)明C++只支持?jǐn)?shù)組到指針的一次轉(zhuǎn)化,而二次轉(zhuǎn)化沒(méi)有支持。