Динамические массивы

Для того чтобы создать в динамической области некоторый объект необходима одна обычная (не динамическая переменная) переменная-указатель. Сколько таких объектов нам понадобится для одновременной обработки – столько необходимо иметь обычных переменных-указателей. Таким образом, проблема “задач неопределенной размерности” созданием одиночных динамических объектов решена быть не может.

Решить эту проблему поможет возможность создавать в динамической области памяти массивы объектов с таким количеством элементов, которое необходимо в данный момент работы программы – то есть создание динамических массивов. Действительно, для представления массива требуется всего одна переменная-указатель, а в самом массиве, на который ссылается этот указатель, может быть столько элементов, сколько требуется в данный момент времени.

Сначала рассмотрим одномерные динамические массивы.

Для создания одномерного динамического массива, элементами которого являются, например, действительные числа, используется следующий синтаксис инструкции new:

 

double *Arr = new double [1000];

 

Здесь в динамической области памяти будет выделено пространство на 1000 значений типа double, и адрес этой области будет присвоен переменной-указателю Arr. Таким образом, переменная-указатель Arr, как и переменная для обычного массива, будет содержать адрес первого элемента массива.

Освободить динамическую область от этого массива можно так:

 

delete [ ] Arr;

После этого участок памяти объемом 1000 * sizeof ( double ) байт будет возвращен в список свободной памяти и может быть повторно использован для размещения других динамических объектов.

С помощью функций malloc и calloc тот же самый одномерный динамический массив создается так:

 

double *Arr = (double *) malloc(1000 * sizeof (double ) );

 

или

 

double *Arr = (double *) сalloc(1000, sizeof (double ) );

 

Освобождение памяти в этих случаях осуществляется с помощью функции free:

 

Free ( Arr );

 

Работа с одномерным динамическим массивом осуществляется так же, как и с обычным. Рассмотрим пример, в котором создадим динамический массив целых с количеством элементов, введенном с клавиатуры; заполним его случайными значениями в диапазоне от 1 до 100; подсчитаем и выведем на экран среднее значение всех элементов этого массива:

 

int n;// Количество элементов массива

cin >> n;// Вводим количество элементов массива с клавиатуры

int *Arr = new int [ n ];// Создаем массив Arrцелых чисел на n элементов

for ( int i = 0; i < n; ++ i)// Заполняем массив случайными значениями

Arr [ i ] = rand ( ) % 100 + 1;

int Sum = 0;// Сумма элементов массива

for ( int i = 0; i < n; ++ i )// Подсчитываем сумму элементов массива

Sum += Arr [ i ];

cout << (double) Sum / n << endl;// Выводим на экран среднее значение

delete [ ] Arr;// Освобождаем память

 

Очень часто в процессе работы программы требуется изменять размеры уже созданных и заполненных данными массивов. Общий алгоритм решения этой задачи таков:

 

1. создать исходный массив размерности N1 и заполнить его данными;

2. создать промежуточный массив размерности N2 (пусть N2 > N1);

3. скопировать данные из исходного массива в промежуточный массив;

4. освободить память от исходного массива;

5. переменной-указателю исходного массива присвоить значение переменной-указателя промежуточного массива;

6. заполнить новые элементы массива данными.

 

Вот как можно решить эту задачу в стиле C++:

 

int N1 = 10,// Начальный размер массива

N2 = 20;// Новый размер массива

int *Arr = new int [N1];// Создаем исходный массива из N1 элемента

for (int i = 0; i < N1; ++ i)// Заполняем исходный массив числами от 0 до 9

Arr[i] = i;

for (int i = 0; i < N1; ++ i)// Выводим исходный массив на экран

cout << Arr[i] << " ";

cout << endl;

int *Rez = new int [N2];// Создаем промежуточный массив из N2 элементов

for (int i = 0; i < N1; ++ i)// Копируем данные из исходного массива

Rez[i] = Arr[i];// в промежуточный

delete [ ] Arr;// Освобождаем память от исходного массива. Если этого не

// сделать, произойдет утечка памяти

Arr = Rez;// Изменяем переменную исходного массива

for (int i = N1; i < N2; ++ i)// Дополняем исходный массив числами от 10 до 19

Arr[i] = i;

for (int i = 0; i < N2; ++ i)// Снова выводим исходный массив на экран

cout << Arr[i] << " ";

cout << endl;

delete [ ] Arr;// Окончательно освобождаем память от исходного массива.

 

В результате работы этого фрагмента программы на экран будут выведены значения массива до его расширения и после расширения: