二維數組使用一般有兩種情況,一種是描述一個二維的事物。比如用1表示墻,用0表示通路,我們可以用二維數組來描述一個迷宮地圖;用1表示有通路,0表示沒有通路,我們可以用二維數組來描述幾個城市之間的交通情況。還有一種是描述多個具有多項屬性的事物。比如有多個學生,每個學生有語文、數學和英語三門成績,我們就可以用二維數組來描述。對二維數組使用過程中的幾個問題進行探究。
關鍵詞:C++;二維數組;動態分配;參數;指針
C++程序中的new[]和delete[]作為動態內存分配的重要手段在程序設計中有著廣泛應用,尤其應用在程序員自定義的類與結構的數組聲明上。但由于C++程序語言中并沒有給出顯示的數組訪問限制[1],極易造成"數組越界"的錯誤。這種錯誤會引起對非程序數據段的修改,而使得程序崩潰。
1C++中二維數組的動態分配
在C++中動態分配二維數組可以先申請一維的指針數組,然后該數組中的每個指針再申請數組,這樣就相當于二維數組了,但是這種方法會導致每行可能不相鄰,從而訪問效率比較低。那么什么是真正的二維數組呢?C語言中的二維數組在內存組織形式是按行存儲的連續的內存區域。所以,必須保證數組元素是按行存儲的,而且也是最重要的是內存要連續。
所以,筆者設計如下的一個方法:
假定二維數組的元素變量類型是MyType;可以是C語言接受的除void之外的任何類型,因為編譯器不曉得void類型的大小;例如int,float,double等等類型;
introw=2;/////暫假定行數是2,這個可以在運行時刻決定;
intcolumn=3;/////暫假定列數是2,這個可以在運行時刻決定;
void**ptdhead=NULL;//////////在后面說明為什么要用void**類型
void**ptdBody=NULL;//////////在后面說明為什么要用void**類型
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;///////////////////強制轉換為自己程序需要的二維數組元素類型的指針
ptdhead=NULL;
for(inti=0;i<row;i++)
{
for(intj=0;j<column;j++)
{ptdheadRealse[i][j]=i+j;////////進行簡單的初始化;}
}
這樣的一種方法動態分配的二維數組,內存是連續的,是真正意義的C語言二維數組,滿足所有二維數組訪問的方法,而且內存利用效率高,程序性能好。
2C++二維數組的傳遞
用二維數組作為參數傳遞(用二維數組處理矩陣),但是希望接受傳遞二維數組參數的函數可以處理任意維度的數組(希望矩陣的行數和列數都是不固定的)。但一般傳遞二維數組的基本規則好像是這樣的:可以用二維數組名作為實參或者形參,在被調用函數中對形參數組定義時可以可以指定所有維數的大小,也可以省略第一維的大小說明。如:
voidFunc(intarray[3][10]);voidFunc(intarray[][10]);
二者都是合法而且等價,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[][]);將二維數組當作參數的時候,必須指明所有維數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。但是我們在編寫程序的時候卻需要用到各個維數都不固定的二維數組作為參數,這就難辦了,編譯器不能識別阿,怎么辦呢?不要著急,編譯器雖然不能識別,但是我們完全可以不把它當作一個二維數組,而是把它當作一個普通的指針,再另外加上兩個參數指明各個維數,然后我們為二維數組手工尋址,這樣就達到了將二維數組作為函數的參數傳遞的目的,根據這個思想,我們可以把維數固定的參數變為維數隨即的參數托福_代考_答案_改分
3C++中二維數組形參的傳遞
voidFunc(intarray[3][10]);voidFunc(intarray[][10]);可以省略第一維的大小,錯誤的是voidFunc(intarray[][].這樣的用法只能在初始化時可以用);這樣寫也是錯誤:voidFunc(constintm,constintn,intarray[m][n]);或voidFunc(intm,intn,intarray[m][n]);大家都知道數組的索引必須是個常量表達式,voidFunc(constintm,constintn,intarray[m][n]);如果constintm沒有初始化,那么系統將m或n自動初始化為0,所以這樣些是不對的,如果我們采用這樣voidFunc(int**array,intm,intn)的形式,那么在實際的函數調用是,我們就要進行強制轉換才可以用,我們可以這樣調用voidFunc((int**)array,intm,intn);在函數調用時,要把數組形式寫成指針形式如*((int*)array+n*i+j);直接寫intarray[i][j]會導致錯誤,編譯可以通過,在VC編譯器中執行會出現異常,DEV編譯器會出現一個隨機值,原因就在于如果寫成intarray[i][j],編譯器無法正確的尋址,當然各種編譯器對它的處理結果是不一樣的。如果我們的形參是數組,那么我們在函數體中可以用指針也可以用數組形式,但是如果我們形參數中用的是指針,最好也用指針,有時用數組形式會出錯,二維數組就是這樣職稱英語_代考_答案_改分
4二維數組中的指針問題
1)用指針表示二維數組元素。要用指針處理二維數組,首先要解決從存儲的角度對二維數組的認識問題。我們知道,一個二維數組在計算機中存儲時,是按照先行后列的順序依次存儲的,當把每一行看作一個整體,即視為一個大的數組元素時,這個存儲的二維數組也就變成了一個一維數組了。而每個大數組元素對應二維數組的一行,我們就稱之為行數組元素,顯然每個行數組元素都是一個一維數組。
2)用二維數組名作地址表示數組元素。我們還可以得到二維數組元素的一種表示方法:對于二維數組a,其a[0]數組由a指向,a[1]數組則由a+1指向,a[2]數組由a+2指向,以此類推。因此,*a與a[0]等價、*(a+1)與a[1]等價、*(a+2)與a[2]等價,┅,即對于a[i]數組,由*(a+i)指向。由此,對于數組元素a[i][j],用數組名a的表示形式為:*(*(a+i)+j)。指向該元素的指針為:*(a+i)+j。數組名雖然是數組的地址,但它和指向數組的指針變量不完全相同。指針變量的值可以改變,即它可以隨時指向不同的數組或同類型變量,而數組名自它定義時起就確定下來,不能通過賦值的方式使該數組名指向另外一個數組雅思_代考_答案_改分
3)行數組指針。在上面的說明中我們已經知道,二維數組名是指向行的,它不能對如下說明的指針變量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的對象性質不同,或者說二者不是同一級指針。C語言可以通過定義行數組指針的方法,使得一個指針變量與二維數組名具有相同的性質。行數組指針的定義方法如下:數據類型(*指針變量名)[二維數組列數];例如,對上述a數組,行數組指針定義如下:int(*p)[4];它表示,數組*p有4個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int型元素的一維數組,即p為行指針此時,可用如下方式對指針p賦值:p=a;
下面說明一下,我碰到的問題,我們定義了一下如下的函數:voidfunction(double**array,intwidth,intheight)。
然后我們定義了一個二維數組doublep[3][3]={{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
當我們調用function時,即function(p,3,3),編譯器會報錯:
errorC2664:'function':cannotconvertparameter1from'double[3][3]'to'double**'
參數傳遞實際上是一個賦值的過程,為了便于說明我們底下都以賦值的方式加以說明。
我們知道p是數組首地址,地址指向的是第一個行數組,在某種程度上來說可以把二維數組名理解為指針的指針,但是這兩者是有區別的。
double*p[3]和double(*p)[3]
double*p[3]是一個指針數組,它是一個數組,里面存放了3個指針;double(*p)[3]它是一個數組指針,它是一個指針,這個指針指向的是一個數組,它和二維數組有相同的性質,具體說明可以看下分割線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;
這里實際上的話也是應該執行了一次上面所說的自動轉化,p轉化了一個指向行數組的指針,然后賦值給了數組指針變量pp;另外,我們發現底下的賦值也是可行的:
double*p[3];
double**pp=p;
這里實際上也是執行了一次上面所說的轉化,p轉化了一個指向指針變量的指針,然后賦值給了pp;這里看下,上面兩次轉化后唯一的的區別于一個是指向數組的指針,一個是指向指針的指針,而C++不允許接下來的再次轉化,說明C++只支持數組到指針的一次轉化,而二次轉化沒有支持。