Листинг 12.4. Создание массива объектов
1: // Листинг 12.4. Массив объектов
2:
3: #include <iostream.h>
4:
5: class CAT
6: {
7: public:
8: CAT() { itsAge = 1; itsWeight=5; }
9: ~CAT() { }
10: int GetAge() const { return itsAge; }
11: int GetWeight() const { return itsWeight; }
12: void SetAge(int age) { itsAge = age; }
13:
14: private:
15: int itsAge;
16: int itsWeight;
17: };
18:
19: int main()
20: {
21: CAT Litter[5];
22: int i;
23: for (i = 0; i < 5; i++)
24: Litter[i].SetAge(2*i +1);
25:
26: for (i = 0; i < 5; i++)
27: {
28: cout << "cat #" << i + 1<< ": ";
29: cout << Litter[i].GetAge() << endl;
30: }
31: return 0;
32: }
Результат:
cat #1: 1
cat #2: 3
cat #3: 5
cat #4: 7
cat #5: 9
Анализ: В строках 5—17 объявляется класс CAT. Чтобы объекты класса CAT могли создаваться при объявлении массива, в этом классе должен использоваться конструктор, заданный по умолчанию. Вспомните, что если в классе создан какой- нибудь другой конструктор, то конструктор по умолчанию не будет предоставляться компилятором и вам придется создавать его самим.
Первый цикл for (строки 23 и 24) заносит значения возраста кошек в объекты класса, сохраненные в массиве. Следующий цикл for (строки 26—30) обращается к каждомуобъек- ту, являющемуся элементом массива, и вызывает для выбранного объекта метод GetAge().
Чтобы применить метод GetAge() для объекта, являющегося элементом массива, используются последовательно операторы индексации ([]) и прямого доступа к члену класса (.), а также вызов функции-члена.
Многомерные массивы
Можно создать и использовать массив, содержащий более одного измерения. Доступ к каждому измерению открывается своим индексом. Так, чтобы получить доступ к элементу двухмерного массива, нужно указать два индекса; к элементу трехмерного массива — три индекса и т.д. Теоретически можно создать массив любой мерности, но, как правило, в программах используются одномерные и двухмерные массивы.
Хорошим примерным двухмерного массива является шахматная доска, состоящая из клеток, собранных в восемь рядов и восемь столбцов (рис. 12.3).
Рис. 12.3. Шахматная доска и двухмерный массив
Предположим, что в программе объявлен класс SQUARE. Объявление двухмерного массива Board для сохранения объектов этого класса будет выглядеть следующим образом:
SQUARE Board[8][8];
Эти же объекты можно было сохранить в одномерном массиве с 64 элементами:
SGUARE Board[64];
Использование двухмерного массива может оказаться предпочтительнее, если такой массив лучше отражает положение вещей в реальном мире, например при создании программы игры в шахматы. Так, в начале игры король занимает четвертую позицию в первом ряду. С учетом нулевого сдвига позиция этой фигуры будет представлена объектом массива:
Board[0][3];
В этом примере предполагается, что первый индекс будет контролировать нумерацию рядов, а второй — столбцов. Соответствие элементов массива клеткам шахматной доски наглядно показано на рис. 12.3.
Инициализация многомерного массива
Многомерный массив также можно инициализировать одновременно с объявлением. При этом следует учитывать, что сначала весь цикл значений проходит индекс, указанный последним, после чего изменяется предпоследний индекс. Таким образом, если есть массив
int theArray[5][3]:
то первые три значения будут записаны в массив theArray[0], вторые три значения — в массив theArray[1] и т.д.
Указанный массив можно инициализировать следующей строкой:
int theArray[5][3] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15};
Чтобы не запутаться в числах, значения можно сгруппировать с помошью дополнительных фигурных скобок, например:
int theArray[5][3] = {{1,2,3}, {4,5,6}, {7,8,9}, {10,11,12}, {13,14,15}};
Компилятор проигнорирует все внутренние фигурные скобки. Все значения должны быть разделены запятыми независимо от того, используете вы дополнительные фигурные скобки или нет. Весь список значений должен быть заключен во внешние фигурные скобки, и после закрывающей скобки обязательно устанавливается символ точки с запятой.
Пример создания двухмерного массива показан в листинге 12.5. Первый ряд двухмерного массива содержит целые числа от 0 до 4, а второй — удвоенные значения соответствующих элементов первого ряда.
Листинг 12.5. Создание многомерного массива
1: #include <iostream.h>
2: int main()
3: {
4: int SomeArray[5][2] = { { 0,0} , { 1,2} , { 2,4} , { 3,6} , { 4,8} }
5: for (int t = 0; i<5; i++)
6: for (int j=0; j<2; j++)
7: {
8: cout << "SomeArray[" << i << "][" << j << "]: ";
9: cout << SomeArray[i][j]<< endl;
10: }
11:
12: return 0;
13: }
Реультат:
SomeArray[0][0]: 0 ' '' " SomeArray[0][1]: 0 SomeArray[1][0]: 1 SomeArray[1][1]: 2 SomeArray[2][0]: 2 SomeArray[2][1]: 4 SomeArray[3][0]: 3 SomeArray[3][1]: 6 SomeArray[4][0]: 4 SomeArray[4][1]: 8
Анализ: В строке 4 объявляется двухмерный массив. Первый ряд содержит пять целочисленных значений, а второй ряд представлен двумя значениями. В результате создается конструкция из десяти элементов (5x2), как показано на рис. 12.4.
Рис. 12.4. Массив 5x2
Данные вводятся в массив попарно, хотя их можно было записать одной строкой. Затем осуществляется вывод данных с помощью двух вложенных циклов for. Внешний цикл последовательно генерирует индексы первого ряда, а внутренний — индексы второго ряда. В такой последовательности данные выводятся на экран: сначала идет элемент SomeArray[0][0], затем элемент SomeArray[0][1]. Приращение индекса первого ряда происходит после того, как индекс второго ряда становится равным 1, после чего вновь дважды выполняется внутренний цикл.
Несколько слов о памяти
При объявлении массива компилятору точно указывается, сколько объектов планируется в нем сохранить. Компилятор зарезервирует память для всех объектов массива, даже если далее в программе они не будут заданы. Если вы заранее точно знаете, сколько элементов должен хранить массив, то никаких проблем не возникнет. Например, шахматная доска всегда имеет только 64 клетки, а от кошки можно ожидать, что она не родит более 10 котят. Если же изначально неизвестно, сколько элементов будет в массиве, то для решения этой проблемы нужно использовать более гибкие средства управления памятью.
В этой книге рассматриваются только некоторые дополнительные средства программирования, такие как массивы указателей, массивы с резервированием памяти в области динамического обмена и ряд других возможностей. Больше информации о средствах программирования, открывающих дополнительные возможности, можно прочитать в моей книге C++ Unleashed, выпущенной издательством Sams Publishing. И вообще, всегда следует помнить, что каким бы хорошим программистом вы ни были, всегда остается то, чему следовало бы научиться, и всегда есть источники, откуда можно почерпнуть новую свежую информацию.
Массивы указателей
Все массивы, рассмотренные нами до сих пор, хранили значения своих элементов в стеках памяти. Использование стековой памяти связано с рядом ограничений, которых можно избежать, если обратиться к более гибкой области динамической памяти. Это можно сделать, если сначала сохранить все объекты массива в области динамической памяти, а затем собрать в массиве указатели на эти объекты. Этот подход значительно сократит потребление программой стековой памяти компьютера. В листинге 12.6 показан тот же массив, с которым мы работали в листинге 12.4, но теперь все его объекты сохранены в области динамической памяти. Чтобы показать возросшую эффективность использования памяти программой, в этом примере размер массива был увеличен с 5 до 500 и его название изменено с Litter (помет) на Family (семья).
Листинг 12.6. Сохранение массива в области динамической памяти
1: // Листинг 12.6. Массив указателей на обьекты 2:
3: #include <iostream.h>
4:
5: class CAT
6: {
7: public:
8: CAT() { itsAge = 1; itsWeight=5; }
9: ~CAT() { } // destructor
10: int GetAge() const { return itsAge; }
11: int GetWeight() const { return itsWeight: }
12: void SetAge(int age) ( itsAge = age; }
13:
14: private:
15: int itsAge;
16: int itsWeight;
17: };
18:
19: int main()
20: {
21: CAT * Family[500];
22: int i;
23: CAT * pCat;
24: for (i = 0; i < 500; i++)
25: {
26: pCat = new CAT;
27: pCat->SetAge(2*i +1);
28: Family[i] = pCat;
29: }
30:
31: for (i = 0; i < 500; i++)
32: {
33: cout << "Cat #" << i+1 << ": ";
34: cout << Family[i]->GetAge() << endl;
35: }
36: return 0;
