Массив (array) — это последовательность, в которой доступ к каждому элементу осуществляется с помощью его индекса (позиции). Синонимом этого понятия является вектор (vector).
В этом тексте мы уделим внимание многомерным массивам, элементами которых являются тоже массивы. Обычно многомерный массив называют матрицей (matrix). Разнообразие синонимов свидетельствует о популярности и полезности этого общего понятия.
Стандартные классы vector, array, а также встроенный массив являются одномерными. А что если нам нужен двумерный массив (например, матрица)? А если нам нужны семь измерений? Проиллюстрировать одно- и двухмерные массивы можно так.
Вектор (например, Matrix v(4))
также называется одномерным
массивом или даже матрицей 1xN
Матрица 3x4 (например, Matrix ш(3,4)) называется также двумерным массивом
Массивы имеют фундаментальное значение в большинстве вычислений, связанных с так называемым “перемалыванием чисел” (“number crunching”). Наиболее интересные научные, технические, статистические и финансовые вычисления тесно связаны с массивами.
0 Часто говорят, что массив состоит из строки столбцов.
Столбец — это последовательность элементов, имеющих одинаковые первые координаты (х-координаты). Строка — это множество элементов, имеющих одинаковые вторые координаты (у-координаты).
Многомерные массивы в стиле языка С
В качестве многомерного массива можно использовать встроенный массив в языке С++ . В этом случае многомерный массив интерпретируется как массив массивов, т.е. массив, элементами которого являются массивы. Рассмотрим пример.
int ai[4]; // 1-мерный массив
double ad[3][4]; // 2-мерный массив
char ac[3][4][5]; // 3-мерный массив ai[1] = 7; ad[2][3] = 7.2; ac[2][3][4] = 'c';
0
Этот подход наследует все преимущества и недостатки одномерного массива.
• Преимущества
• Непосредственное отображение с помощью аппаратного обеспечения.
• Эффективные низкоуровневые операции.
• Непосредственная языковая поддержка.
• Проблемы
• Многомерные массивы в стиле языка являются массивами массивов (см. ниже).
• Фиксированные размеры (например, фиксированные на этапе компиляции). Если хотите определять размер массива на этапе выполнения программы, то должны использовать свободную память.
• Массивы невозможно передать аккуратно. Массив превращается в указатель на свой первый элемент при малейшей возможности.
• Нет проверки диапазона. Как обычно, массив не знает своего размера.
• Нет операций над массивами, даже присваивания (копирования).
Встроенные массивы широко используются в числовых расчетах. Они также являются основным источником ошибок и сложностей. Создание и отладка таких программ у большинства людей вызывают головную боль. Если вы вынуждены использовать встроенные массивы, почитайте учебники (например, The C++ Programming Language, Appendix C, p. 836-840). К сожалению, язык C++ унаследовал многомерные массивы от языка C, поэтому они до сих пор используются во многих программах.
^ Большинство фундаментальных проблем заключается в том, что передать многомерные массивы аккуратно невозможно, поэтому приходится работать с указателями и выполнять явные вычисления, связанные с определением позиций в многомерном массиве. Рассмотрим пример.
void f1(int a[3][5]); // имеет смысл только в матрице [3][5]
void f2(int [ ][5], int diml); // первая размерность может быть
// переменной
void f3(int [5 ][ ], int dim2); // ошибка: вторая размерность
// не может быть переменной
void f4(int[ ][ ], int diml, int dim2); // ошибка (совсем
// не работает)
void f5(int* m, int diml, int dim2) // странно, но работает
{
for (int i=0; i
for (int j = 0; j
}
Здесь мы передаем массив m как указатель int*, даже если он является двумерным. Поскольку вторая переменная должна быть переменной (параметром), у нас нет никакой возможности сообщить компилятору, что массив m является массивом (dim1,dim2), поэтому мы просто передаем указатель на первую его ячейку. Выражение m[i*dim2 + j] на самом деле означает m[i,j], но, поскольку компилятор не знает, что переменная m — это двумерный массив, мы должны сначала вычислить позицию элемента m[i,j] в памяти.
Этот способ слишком сложен, примитивен и уязвим для ошибок. Он также слишком медленный, поскольку явное вычисление позиции элемента усложняет оптимизацию. Вместо того чтобы учить вас, как справиться с этой ситуацией, мы сконцентрируемся на библиотеке С++, которая вообще устраняет проблемы, связанные с встроенными массивами.
Опубликовал katy
April 21 2015 10:06:51 ·
0 Комментариев ·
2150 Прочтений ·
• Не нашли ответ на свой вопрос? Тогда задайте вопрос в комментариях или на форуме! •
Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.
Пожалуйста, залогиньтесь или зарегистрируйтесь для голосования.
Нет данных для оценки.
Гость
Вы не зарегистрированны? Нажмите здесь для регистрации.
Главная
Каталог файлов
