Указатели на указатели

Массивы указателей

Пример программы

Краткие теоретические сведения

Многомерные массивы, динамическое распределение памяти

Кроме одномерных массивов возможна работа с многомерными массивами. Объявление многомерного массива:

<тип><имя>[<размер 1 >][<размер 2 >]…[<размер N>]={{список начальных значений}, {список начальных значений},…};

Наиболее быстро изменяется последний индекс элементов массива, поскольку многомерные массивы размещаются в памяти компьютера в последователь­ности столбцов.

Например, элементы двухмерного массива b[2][1] размещаются в памяти в следующем порядке:

b[0][0], b[0][1], b[1][0], b[1][1], b[2][0], b[2][1].

Следующий пример иллюстрирует определение массива целого типа, состоящего из трех строк и четырех столбцов, с инициализацией начальных значений:

int a[3][4] = {{0,1,2,0},{9,-2,0,0},{-7,1,6,8}};

Если в какой-то группе {…} отсутствует значение, то соответствующему элементу присваивается 0. Предыдущий оператор будет эквивалентен следующему определению:

int a[3][4] = {{0,1,2},{9,-2},{-7,1,6,8}};

Создать двумерный массив целых чисел NxM (N и M не более 50), используя функцию rand и вывести на экран в форме матрицы, N,M ввести с клавиатуры:

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<conio.h>

#define rnd (rand()/ 32768.0) // rand - генератор случайных чисел от 0 до int, rnd – от 0 до 1

void main(void)

{ int i,j,n,m,a[50][50];

puts(“\n Input n, m:”); scanf(“%d %d”,&n,&m);

printf(“\n Array a \n”);

for(i=0; i<n; i++)

for(j=0; j<m; j++) {

a[i][j]=rnd*10-5; // диапазон от –5 до 5

printf(“%d%c“, a[i][j], (j= =m-1)?’\n’:’ ‘);

}

getch();

}

В языке С/C++ можно использовать массивы указателей, элементы которых содержат, как правило, указатели на строковые данные. Объявляется такой массив например так: char *m[5]. Здесь массив m[5] – массив, который может содержать пять адресов данных типа char.

Массив указателей можно при объявлении инициализировать, т.е. назначать его элементам конкретные адреса заданных строк.

В качестве примера приведена программа, формирующая массив указателей с одновременной инициализацией его элементов. Программа распечатывает номер строки, ее адрес и значение.

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

void main(void)

{

int i,k;

char *m[]={"Winter","Spring","Summer","Automn"};

k=sizeof(m)/sizeof(*m);

printf("\n Количество строк = %d",k);

for(i=0; i<k; i++)

printf("\n Номер - %d; Адрес - %p; Строка: %s", i+1, m[i], m[i]);

getch();

}

В результате получим:

Количество строк = 4

Номер - 1; Адрес - 0042007C; Строка: Winter

Номер - 2; Адрес - 00420074; Строка: Spring

Номер - 3; Адрес - 0042006C; Строка: Summer

Номер - 4; Адрес - 00420064; Строка: Automn

Конкретные значения адресов зависят от ряда причин: архитектура компьютера, тип и размер оперативной памяти и т.д.

Связь указателей и массивов с одним измерением справедливо и для массивов с большим числом измерений. Например, рассмотрим двумерный массив

float m[5][10];

Если рассматривать его как массив пяти массивов размерностью по десять элементов каждый, то очевидна схема его размещения в памяти - последовательное размещение «строк» элементов. Обращению к элементам m[i][j] соответствует эквива­лентное выражение *(*(m+i)+j), а объявление этого массива указателем будет:

float **m;

Таким образом, имя двумерного массива - имя указателя на указатель.

Например, двухмерный массив m(3х4) компилятор рассматривает как массив трех указателей, каждый из которых указывает на начало массива со значениями размером по четыре элемента каждый (рис. 1).

	m		значения
Ука-	m[0]	→	m[0][0]	m[0][1]	m[0][2]	m[0][3]	*(*(m+i)+j)
за-	m[1]		m[1][0]	m[1][1]	m[1][2]	m[1][3]
тели	m[2]		m[2][0]	m[2][1]	m[2][2]	m[2][3]

рис. 1

Cхема размещения такого массива в памяти - последова­тельное (друг за другом) размещение строк - одномерных массивов со значениями.

Аналогичным образом можно установить соответствие между указателями и массивами с произвольным числом измерений. Количество символов «*» определяет уровень вложенности указателей друг в друга. При объявлении указателей на указатели возможна их одновременная инициализация. Например:

int a=5;

int *p1=&a;

int **pp1=&p1;

int ***ppp1=&pp1;

Теперь присвоим целочисленной переменной а новое значение, например 10. Одинаковое присваивание произведут следующие операции:

a=10;

*p1=10;

**pp1=10;

***ppp1=10;

Для доступа к области памяти, отведенной под переменную а можно использовать и индексы. Справедливы следующие аналоги:

*p1 равносильно p1[0]

**pp1 равносильно pp1[0][0]

***ppp1 равносильно ppp1[0][0][0]

Таким образом, указатели на указатели – это имена многомерных массивов.

Очевидна эквивалентность выражений:

&name[0][0] <-> &(**name) <-> name // адрес нулевого элемента матрицы

**name <-> name[0][0] // значение нулевого элемента матрицы

Пример программы:

#include <stdio.h>

int x0[4]={ 1, 2, 3, 4};

int x1[4]={11,12,13, 14}; // Декларация и инициализация

int x2[4]={21,22,23, 24}; // массивов целых чисел

int *y[3]={x0, x1, x2}; // Создание массива указателей

void main(void)

{

int i,j;

for (i=0; i<3; i++)

{

printf("\n %2d)",i);

for (j=0; j<4; j++) printf(" %2d",y[i][j]);

}

}

Результаты работы программы:

0) 1 2 3 4

1) 11 12 13 14

2) 21 22 23 24

Такие же результаты получим и при следующем объявлении массива:

int y[3][4]={{1,2,3,4},{11,12,13,14},{21,22,23,24}}; // Декларация и инициализация матрицы целых чисел

В последнем случае массив указателей на массивы создается компилятором. Здесь собственно данные массива располагаются в памяти последовательно по строкам, что является основанием для объявления y в виде

z[3][4]={ 1, 2, 3, 4, 11,12,13,14, 21,22,23,24}; // Декларация и инициализация матрицы целых чисел

скобочного выражения z[3][4] на z[12] здесь не допускается, так массив указателей в данном случае создан не будет.