Создание двумерного динамического массива c

Здравствуйте, любители C++, как я вам и обещал, сегодня мы с вами разберем динамические массивы и напишем свои собственные функции. За основу мы возьмем задание из статьи №3, где мы работали с двумерным массивом размерностью 8×8.

Вспомним то задание(оригинал в статье №3) и запишем его немножко в другом виде:
Для заданной матрицы размером n на m найти такие k, что k-ая строка матрицы совпадает с k-ым столбцом.
Найти сумму элементов в тех строках, которые содержат хотя бы один отрицательный элемент.

Начнем:
Ну во первых я должен вас поздравить: мы переходим к функциональному программированию, и это уже можно считать достижением.

Для начала нам следует подключить стандартные библиотеки, пространство имен, и, самое главное, объявить наши функции.
Объявляют функцию в C++ следующим образом:

1) Тип возвращаемых данных
То есть если написать в самом начале int, то это значит что функция вернет какое то целочисленное значение, как видите, функция sozdanie возвращает динамический двумерный массив целых чисел(да именно так он обозначается int**), если же написать в начале объявления тип void(как во всех остальных функциях), то это означает, что функция ничего не возвращает(но не путайте, она все же что то делает с нашими данными).

2) Имя функции
Здесь все просто: мы просто придумываем имя нашим функциям(желательно, чтобы имя отражало суть функции).

3) Список параметров
Чтобы наши функции что то делали, им нужно передать какие то данные. Например функция sozdanie, она принимает 2 параметра: число строк n и число столбцов m, и на основе этих данных создает двумерный массив.

Только не путайте: мы пока что только объявили эти функции, после этого нам следует описать их, то есть написать, что каждая из них делает.

Таким образом описываются функции в C++, следует отметить, что описывать их можно как до main, так и после него.
Разберем функцию создания динамического массива:

Для начала нам следует создать одномерный массив указателей, затем в цикле в каждый указатель мы записываем еще одномерный массив, таким образом у нас выходит массив массивов, или, двумерный массив в котором n строк и m столбцов.

Так как мы работаем с динамическим массивом, то следует выделять память под него, это делается с помощью ключевого слова new.

Вторая функция, как и в статье №3, заполняет массив рандомными числами и выводит на экран. Заметьте, что в качестве параметра этой функции передается и сам массив.

Здесь подробно останавливаться не будем, так как рабочие моменты уже были пояснены в той самой насущной статье №3, поэтому сразу перейдем к main:

Создаем переменные строки и столбцы, далее просим пользователя ввести вручную значения для этих переменных(именно поэтому массив называется динамическим). После, вызываем наши функции: вызов осуществляется как имя функции + параметры в ()

И не лишним было бы освободить память по окончанию работы с динамическим массивом в C++

На этом сегодня все. Пишите свои комментарии, ваше мнение очень важно для нас!

Очень часто возникают задачи обработки массивов данных, размерность которых заранее неизвестна. В этом случае возможно использование одного из двух подходов:

• выделение памяти под статический массив, содержащий максимально возможное число элементов, однако в этом случае память расходуется не рационально;
• динамическое выделение памяти для хранение массива данных.

Для использования функций динамического выделения памяти необходимо описать указатель, представляющий собой начальный адрес хранения элементов массива.

Начальный адрес статического массива определяется компилятором в момент его объявления и не может быть изменен.

Для динамического массива начальный адрес присваивается объявленному указателю на массив в процессе выполнения программы.

Стандартные функции динамического выделения памяти

Функции динамического выделения памяти находят в оперативной памяти непрерывный участок требуемой длины и возвращают начальный адрес этого участка.

Функции динамического распределения памяти:

Для использования функций динамического распределения памяти необходимо подключение библиотеки :

Поскольку обе представленные функции в качестве возвращаемого значения имеют указатель на пустой тип void , требуется явное приведение типа возвращаемого значения.

Для определения размера массива в байтах, используемого в качестве аргумента функции malloc() требуется количество элементов умножить на размер одного элемента. Поскольку элементами массива могут быть как данные простых типов, так и составных типов (например, структуры), для точного определения размера элемента в общем случае рекомендуется использование функции

Память, динамически выделенная с использованием функций calloc(), malloc() , может быть освобождена с использованием функции

«Правилом хорошего тона» в программировании является освобождение динамически выделенной памяти в случае отсутствия ее дальнейшего использования. Однако если динамически выделенная память не освобождается явным образом, она будет освобождена по завершении выполнения программы.

Динамическое выделение памяти для одномерных массивов

Форма обращения к элементам массива с помощью указателей имеет следующий вид:

Пример на Си : Организация динамического одномерного массива и ввод его элементов.

Результат выполнения программы:

Динамическое выделение памяти для двумерных массивов

Пусть требуется разместить в динамической памяти матрицу, содержащую n строк и m столбцов. Двумерная матрица будет располагаться в оперативной памяти в форме ленты, состоящей из элементов строк. При этом индекс любого элемента двумерной матрицы можно получить по формуле

index = i*m+j;

где i — номер текущей строки; j — номер текущего столбца.

Рассмотрим матрицу 3×4 (см. рис.)

Индекс выделенного элемента определится как

index = 1*4+2=6

Объем памяти, требуемый для размещения двумерного массива, определится как

n·m·(размер элемента)

Однако поскольку при таком объявлении компилятору явно не указывается количество элементов в строке и столбце двумерного массива, традиционное обращение к элементу путем указания индекса строки и индекса столбца является некорректным:

Правильное обращение к элементу с использованием указателя будет выглядеть как

• p — указатель на массив,
• m — количество столбцов,
• i — индекс строки,
• j — индекс столбца.

Пример на Си Ввод и вывод значений динамического двумерного массива

Результат выполнения

Возможен также другой способ динамического выделения памяти под двумерный массив — с использованием массива указателей. Для этого необходимо:

• выделить блок оперативной памяти под массив указателей;
• выделить блоки оперативной памяти под одномерные массивы, представляющие собой строки искомой матрицы;
• записать адреса строк в массив указателей.

Графически такой способ выделения памяти можно представить следующим образом.

При таком способе выделения памяти компилятору явно указано количество строк и количество столбцов в массиве.
Пример на Си

Результат выполнения программы аналогичен предыдущему случаю.

С помощью динамического выделения памяти под указатели строк можно размещать свободные массивы. Свободным называется двухмерный массив (матрица), размер строк которого может быть различным. Преимущество использования свободного массива заключается в том, что не требуется отводить память компьютера с запасом для размещения строки максимально возможной длины. Фактически свободный массив представляет собой одномерный массив указателей на одномерные массивы данных.

Для размещения в оперативной памяти матрицы со строками разной длины необходимо ввести дополнительный массив m , в котором будут храниться размеры строк.

Пример на Си : Свободный массив

Результат выполнения

Перераспределение памяти

Если размер выделяемой памяти нельзя задать заранее, например при вводе последовательности значений до определенной команды, то для увеличения размера массива при вводе следующего значения необходимо выполнить следующие действия:

• Выделить блок памяти размерности n+1 (на 1 больше текущего размера массива)
• Скопировать все значения, хранящиеся в массиве во вновь выделенную область памяти
• Освободить память, выделенную ранее для хранения массива
• Переместить указатель начала массива на начало вновь выделенной области памяти
• Дополнить массив последним введенным значением

Все перечисленные выше действия (кроме последнего) выполняет функция

• ptr — указатель на блок ранее выделенной памяти функциями malloc() , calloc() или realloc() для перемещения в новое место. Если этот параметр равен NULL , то выделяется новый блок, и функция возвращает на него указатель.
• size — новый размер, в байтах, выделяемого блока памяти. Если size = 0 , ранее выделенная память освобождается и функция возвращает нулевой указатель, ptr устанавливается в NULL .

Размер блока памяти, на который ссылается параметр ptr изменяется на size байтов. Блок памяти может уменьшаться или увеличиваться в размере. Содержимое блока памяти сохраняется даже если новый блок имеет меньший размер, чем старый. Но отбрасываются те данные, которые выходят за рамки нового блока. Если новый блок памяти больше старого, то содержимое вновь выделенной памяти будет неопределенным.

Пример на Си Выделить память для ввода массива целых чисел. После ввода каждого значения задавать вопрос о вводе следующего значения.

Результат выполнения

Всем привет! В этой статье мы создадим массив и переменные применяя указатели. Если вы еще не почитали прошлую (начальную) статью про указатели, то советуем сначала изучить ее. Ну а если вы это все знаете, то погнали!

Быстрый переход по статье.

Что такое динамические переменные

Динамические переменные — это переменные, которые созданы напрямую с помощью указателей. Для них существует функция удаление (это мы разберем ниже).

Чтобы мы могли полноценно создавать динамические переменные, нам понадобится изучить конструктор — new , после его использования в оперативной памяти компьютера выделяются ячейки на тот тип данных, который мы указали.

На каждый тип данных выделяется разное количество ячеек.

Как создать динамические переменные в C++

Для создания динамических переменных нам понадобится применять конструкцию ниже:

Давайте подробно ее разберем:

• — указанный тип данных почти ни на что не повлияет. Читайте ниже.
• new — это конструктор, который и будет заключительным звеном для создания нашей переменной.
• — здесь нам понадобится указать тип, какой будет храниться в переменной. Он необязательно должен совпадать с типом указателя.
• — с помощью круглых скобок можно указать значение переменной еще при ее инициализации. Использование круглых скобок в этой конструкции необязательно.

Вы должны знать! Если тип переменной отличается от типа указателя — то эта динамическая переменная будет весить больше в оперативной памяти, чем такая же переменная с одинаковыми типами!

Пример использования динамических переменных

Внизу мы решили использовать динамические переменные:

• В строке 7: мы объявили переменную, оперируя конструктором new .
• Дальше в строке 11: значение нашей переменной становится равно 10.
• И в самом конце, в строке 15: выводим значение нашей переменной на экран.

Важно помнить! Динамические переменные — это указатели, и поэтому перед ними обязательно должен стоять оператор * .

Удаление динамических переменных

Как мы говорили выше, у нас есть возможность освобождать память переменной или, если понятным языком, удалять переменную из оперативной памяти ПК.

Конечно, эта переменная и так удалится из оперативной памяти компьютера при завершении программы. Но если нам захотелось удалить ее еще в середине программы, то это будет возможно благодаря оператору delete .

Чтобы его использовать, нужно применить конструкцию ниже:

• В самом начале мы используем оператор delete .
• Дальше идет имя переменной.

Вы должны обратить внимание на отсутствие оператора * перед именем переменной. Многие начинающие прогеры забывают про это и в дальнейшем пытаются найти ошибку часами.

Статическое и динамическое объявление переменных

Статическое объявление переменных имеет такой вид: int number;

Использование динамических переменных имеет маленький плюс. Он заключается в освобождении памяти переменной до завершения программы. Благодаря этому мы можем сначала удалить переменную, а потом ее снова создать в другом участке программы (когда это нам будет нужно).

Что такое динамические массивы

Мы уже знакомы с миром массивов в C++. Мы не раз создавали их на определенное количество ячеек и при этом использовали статическое создание массивов.

Но еще ни разу не затрагивали их использование с указателями!

Мы создавали массивы на сто тысяч элементов, а то и больше. И не один раз бывало, что большое количество ячеек оставались неиспользованными. Это является неправильным применением оперативной памяти в ПК.

Чтобы мы бесполезно не использовали оперативную память в компьютере, нам понадобится оперировать с указателями в свете массивов.

Нам нужно вспомнить, что для создания статического массива количество ячеек нужно задавать числовой константой (а не переменной). Это очень неприятно, потому что в программе мы не знаем, сколько нам может понадобится ячеек.

Например, пользователь захотел вписать 1000 чисел в массив, а мы из-за незнания этого факта сделали массив всего лишь на 500 ячеек.

Динамический массив — это массив, у которого количество ячеек можно задавать и переменной, и числовой константой. Это большой плюс перед использованием статического массива.

Как работают динамические массивы

Для работы динамических массивов нам понадобится при инициализации указатель (всего лишь при инициализации!) и уже знакомый конструктор new .

Как создать динамический массив в C++

Чтобы создать динамический массив мы будем использовать конструкцию ниже: