35: }
36: return 0;
37: }
Результат:
Cat #1: 1
Cat #2: 3
Cat #3: 5
...
Cat #499: 997
Cat #500: 999
Анализ: Объявление класса CAT в строках 5—17 идентично объявлению этого клас- • ca в листинге 12.4. Но, в отличие от предыдущего листинга, в строке 21
объявляется массив Family, в котором можно сохранить 500 указателей на объекты класса CAT.
В цикле инициализации (строки 24-29) в области динамической памяти создается 500 новых объектов класса CAT, каждому из которых присваивается значение переменной itsAge, равное удвоенному значению индекса плюс один. Таким образом, первому объекту класса CAT присваивается значение 1, второму — 3, третьему — 5 и т.д. В этом же цикле каждому элементу массива присваивается указатель на вновь созданный объект.
Поскольку тип массива был объявлен как CAT*, в нем сохраняются именно указатели, а не их разыменованные значения.
Следующий цикл (строки 31—35) выводит на экран все значения объектов, на которые делаются ссылки в массиве. Обращение к указателю выполняется с помощью индекса: Family[i]. После того как элемент массива установлен, следует вызов метода GetAge().
В данном примере программы все элементы массива сохраняются в стековой памяти. Но в этот раз элементами являются указатели, тогда как сами объекты хранятся в области динамического обмена.
Объявление массивов в области динамического обмена
Существует возможность поместить весь массив в область динамического обмена. Для этого используется ключевое слово new и оператор индексирования, как показано в следующем примере, где результатом этой операции является указатель на массив, сохраненный в области динамического обмена:
CAT *Family = new CAT[500];
Указатель Family будет содержать адрес в динамической области первого элемента массива из пятисот объектов класса CAT. Другими словами, в указателе представлен адрес объекта Family[0].
Еще одно преимущество подобного объявления массива состоит в том, что в программе с переменной Family теперь можно будет выполнять математические действия как с любым другим указателем, что открывает дополнительные возможности в управлении доступом к элементам массива. Например, можно выполнить следующие действия:
CAT *Family = new CAT[500];
CAT *pCat = Family; // pCat указывает на Family[0]
pCat->SetAge(10); // присваивает Family[0] значение 10
pCat++; // переход к Family[1]
pCat->SetAge(20); // присваивает Family[1] значение 20
В данном примере объявляется новый массив из 500 объектов класса CAT и возвращается указатель на первый элемент этого массива. Затем, используя это указатель и метод SetAge(), объявленный в классе CAT, первому объекту массива присваивается
значение 10. Переход к следующему объекту массива осуществляется за счет приращения адреса в указателе на массив, после чего тем же способом присваивается значение 20 второму объекту массива.
Указатель на массив или массив указателей
Рассмотрим следующие три объявления:
1: Cat Family0ne[500];
2: CAT >> FamilyTwo[500];
3: CAT * FamilyThree = new CAT[500];
В первом случае объявляется массив FamilyOne, содержащий 500 объектов типа CAT. Во втором случае — массив FamilyTwo, содержащий 500 указателей на объекты класса CAT, и в третьем случае — указатель FamilyThree, ссылающийся на массив из 500 объектов класса CAT.
В зависимости от того, какое объявление используется в программе, принципиально меняются способы управления массивом. Как ни странно, но указатель FamilyThree по сути своей гораздо ближе к массиву FamilyOne, но принципиально отличается от массива указателей FamilyTwo.
Чтобы разобраться в этом, следует внимательно рассмотреть, что содержат в себе все эти переменные. Указатель на массив FamilyThree содержит адрес первого элемента массива, но ведь это именно то, что содержит имя массива FamilyOne.
Имена массивов и указателей
В C++ имя массива представляет собой константный указатель на первый элемент массива. Другими словами, в объявлении
CAT Family[50];
создается указатель Family на адрес первого элемента массива &Family[0].
В программе допускается использование имен массивов как константных указателей и наоборот. Таким образом, выражению Family + 4 соответствует обращение к пятому элементу массива Family[4].
Компилятор выполняет с именами массивов те же математические действия сложения, инкремента и декремента, что и с указателями. В результате операция Family + 4 будет означать не прибавление четырех байтов к текущему адресу, а сдвиг на четыре объекта. Если размер одного объекта равен четырем байтам, то к адресу в имени массива будут добавлены не 4, а 16 байт. Если в нашем примере каждый объект класса CAT содержит четыре переменные-члена типа long по четыре байта каждая и две переменные-члена типа short по два байта каждая, то размер одного элемента массива будет равен 20 байт и операция Family + 4 сдвинет адрес в имени указателя на 80 байт.
Объявление массива в динамической области памяти и его использование показано в листинге 12.7.
Листинг 12.7. Создание массива с использованием ключевого слова new
1: // Листинг 12.7. Массив в динамической области памяти
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 itsAgo;
16: int itsWeight;
17: };
18:
19: CAT::~CAT()
20: {
21: // cout << "Destructor called!n";
22: }
23:
24: int main()
25: {
26: CAT * Family = new CAT[500];
27: int i;
28:
29: for (i = 0; i < 500; i++)
30: {
31: Family[i].SetAge(2*i +1);
32: }
33:
34: for (i = 0; i < 500; i++)
35: {
36: cout << "Cat #" << i+1 << ": ";
37: cout << Family[i].GetAge() << endl;
38: }
39:
40: delete [] Family;
41:
42: return 0;
43: }
Результат:
Cat #1: 1
Cat #2: 3
Cat #3: 5
...
Cat #499: 997
Cat #500: 999
Анализ: В строке 26 объявляется массив Family для пятисот объектов класса CAT. Благодаря использованию выражения new CAT[500] весь массив сохраняется в области динамической памяти.
Удаление массива из области динамической памяти
Куда деваются при удалении массива все эти объекты класса CAT, показанные в предыдущем разделе? Не происходит ли здесь утечка памяти? Удаление массива Family с помощью оператора delete[ ] (не забудьте установить квадратные скобки) освобождает все ячейки памяти, отведенные для него. Компилятор достаточно сообразительный, чтобы удалить из памяти все объекты удаляемого массива и освободить динамическую память для нового использования.
Чтобы убедиться в этом, измените размер массива в предыдущей программе с 500 на 10 в строках 26, 29 и 34. Затем разблокируйте выражение в строке 21 с оператором cout и запустите программу. Когда будет выполнена строка 43, последует десять вызовов деструктора для удаления каждого объекта класса CAT в массиве Family.
Создавая какой-либо объект в области динамической памяти с помощью ключевого слова new, всегда удаляйте его из памяти с помощью оператора delete, если этот объект больше не используется в программе. В случае создания массива в области динамического обмена выражением new <class>[size] удалять его из памяти нужно оператором delete[]. Квадратные скобки указывают, что удаляется весь массив.
Если вы забудете установить квадратные скобки, то из памяти будет удален только первый объект массива. В этом можно убедиться, если в нашем примере программы удалить квадратные скобки в строке 38. Если уже были внесены изменения в строку 21, как указывалось выше, то при выполнении программы на экране отобразится вызов только одного деструктора объекта, который удалит первый объект массива. Поздравляем вас! Вы потеряли огромный блок памяти для дальнейшего использования программой.
Рекомендуется:Помните, что для обращения к массиву из n элементов используются индексы от 0 до n-1. Используйте свойства математических операций с указателями для управления доступом к элементам массива.
Не рекомендуется:Не записывайте данные за пределы массива. Не путайте массив указателей с указателем на массив.
Массивы символов
Строка текста представляет собой набор символов. Все строки, которые до сих пор использовались нами в программах, представляли собой безымянные строковые константы, используемые в выражениях с оператором cout, такие как:
cout << "hello world.n";
Но в C++ строку можно представить как массив символов, заканчивающийся кон- цевьш нулевым символом строки. Такой массив можно объявить и инициализировать точно так же, как любой другой массив, например:
