Архив за месяц: Сентябрь 2013

Урок 17. Создание динамического массива. Указатели и практическое применение.


Добрый день друзья. Сегодня у нас особый урок. Во-первых, он будет более практичный и небольшой по объему, во-вторых, он посвящен ответам на вопросы, которые мне задали в нашей группе вконтакте, и в-третьих, он будет уже использовать некоторые возможности С++. Это осознанный шаг, и я думаю, во многом, он облегчит жизнь и вам и мне. Приступим.
Начну с последнего вопроса. Как создать динамический массив. Допустим, мы пишем программу, которая вычисляет среднее значение введенных чисел. Но мы же не знаем, сколько чисел собирается ввести пользователь. Естественно мы могли бы организовать цикл и просто сохранять все веденные числа в одну переменную, а потом лишь поделить на количество введенных элементов. Но что делать, если мы хотим все эти введенные числа использовать в дальнейшем. Или хотим посчитать среднее лишь по некоторым из этих чисел. Тут-то нам на помощь и придут динамические массивы. Т.е. массивы, длину которых задает не в коде программы. На самом деле это достаточно просто.
Примерно, это выглядело бы так:
Листинг17.1
#include <stdio.h>

int main(){

      int N;

      printf("Vvedite kolichestvo dannih\N");

      scanf("%d",&N);

      int arr[N];


      return 0;

}

ВНИМАНИЕ! В современных компиляторах языка Си этот код будет работать! В Си такая возможность предполагается новым стандартом.

Но если мы сделаем так, то наша программа не скомпилируется даже. Получим ошибку, что при объявлении массива, нужно константное выражение.  Естественно, мы могли бы создать массив на 100 элементов и не париться об этом, но мы пойдем другим путём, более оптимальным.
Как я уже писал в прошлом уроке, память можно представить себе в виде последовательных ячеек с адресами. Так вот, наша программа, может работать с этой памятью почти напрямую. Т.е. мы можем выделить себе в свободной памяти некоторый кусочек и в нем работать.
Это называется выделение памяти «в куче». Для того, чтобы выделить себе некоторую область в памяти, необходимо использовать команду new(). Смотрите, как это работает.
Листинг17.2
#include <stdio.h>



int main(){

      int *num = new (int);

      *num=4;

      printf("%d \n",*num);

      return 0;

}


Результат работы это программы, представлен на следующем рисунке.

Рис.1 Выделение памяти под переменную типа int.
Команда new() выделяет необходимое количество памяти, под тип объекта, который указан в скобках. Ну т.е. в нашем случае, мы попросили выделить для нас память под одну переменную типа int. Данная команда возвращает указатель на выделенный фрагмент памяти. Поэтому мы в принципе и сохраняем её в соответствующую переменную.
С одним числом разобрались, но мы же хотели целый массив таких чисел. Да без проблем, просто укажем, что это должен быть массив из нужного нам количества переменных.
Листинг 17.3
#include <stdio.h>



int main(){

      int N; 
      printf("Vvedite kolichestvo dannih\n");

      scanf("%d",&N);

      int *arr = new (int [N]); 
      return 0;

}


Вот в таком виде наша программа уже скомпилируется и будет делать именно то, что нам нужно. Пользователь введет 20 и она создаст массив из 20 элементов типа int. Введет пять - будет массив из пяти элементов. Удобно, не правда ли? Не надо расходовать лишнюю память, создавая массив из 100 элементов из которых только пять первых будут использоваться.
А самое классно знаете что? То, что работать с этим массивом можно прямо точно так же как если бы мы создали его самостоятельно. Ну т.е. нам не потребуется добавлять звездочки и т.д. Вот, например, в следующей программе мы присваиваем вновь созданному динамическому массиву из двух элементов некоторые значения.
Листинг 17.4
#include <stdio.h>



int main(){

      int N;

      printf("Vvedite kolichestvo dannih\n");

      scanf("%d",&N);

      int *arr = new (int [N]);

      arr[0]=1;

      scanf("%d", &arr[1]);

      printf("%d %d\n", arr[0],arr[1]);

      return 0;

}

Рис. 2. Иллюстрация работы программы использующей динамический массив

Как видите, все как и прежде. Это действительно удобно. Теперь немножко отвлечемся. Команда new() это команда языка С++, в чистом Си её нет. Там есть некоторый её аналог команда malloc. Но она менее удобная, чем new. Поэтому пользуйтесь.
Я думаю, всех учили убирать за собой, когда навели беспорядок. В этом плане память, как мама. Не любит, когда не убрано. Поэтому есть и еще одна команда, которая позволяет убрать за собой. Ну т.е. освободить память, которую мы заняли. Она называется delete(). Логично, да?
Передаете ей в качестве аргумента, то что вы выделили и она самостоятельно наведет уборку. Это нужно делать всегда, когда вы выделяли память. Конечно, если вы не сделаете так, ничего особенно страшного не случится. Но представьте ситуацию, что каждая программа, которую вы запускаете, сохраняет в оперативной памяти вашего компьютера какие-то данные и потом не удаляет их. Не порядок, не так ли? Или пришел к вам гость, сходил в туалет и не смыл за собой.  Ну вот и вы не сорите за собой. Я вот, кстати намусорил сейчас в вашем компьютере немного, если вы уже запускали программы из примеров. =))
Покажу на примере первой программы, как это делается.
Листинг17.5
#include <stdio.h>



int main(){

      int *num = new (int);

      *num=4;

      printf("%d \n",*num);

      delete num;

      return 0;

}

Если высвобождаете память, в которой хранился массив, то необходимо указать это.
Листинг 17.6
delete []arr;

С первым вопросом разобрались и на этом закончим сегодняшний мини-урок. 
Я надеюсь он был полезен вам.  Не пожалейте лайков, как говорится. )
До скорой, я надеюсь, встречи.