Двумерные динамические массивы

Двумерный динамический массив (матрицу) удобно рассматривать как одномерный массив, состоящий из одномерных массивов. Поэтому каждой строке матрицы (одномерному массиву) можно сопоставить указатель, хранящий адрес первого элемента очередной строки. Совокупность этих указателей образует одномерный массив указателей, этому массиву можно сопоставить указатель на массив указателей, т.е. указатель на указатель. В связи с этим при объявлении динамической матрицы следует объявить указатель на указатель:

<тип элементов массива> ** <идентификатор указателя>;

Идентификатор указателя является в данном случае указателем на массив указателей. После объявления указателя следует выделить память под матрицу, причем это делается в два этапа. Сначала надо выделить память для массива указателей. Подобный массив может быть объявлен следующим образом:

<тип элементов> *<идентификатор>[<количество строк матрицы>];

В этом объявлении используется правило: “суффикс крепче префикса”, т.е. данная конструкция воспринимается как массив указателей (а не указатель на массив). Память под массив указателей выделяется, как и ранее, операцией new:

<идентификатор> = new <тип элементов> *[ количество строк];

Например:

a=new float *[20];

n=new char *[30];

В первом случае выделяется память под массив указателей на тип float, состоящий из 20-ти элементов, адрес заносится в переменную-указатель a. Во втором случае выделяется память под массив указателей на тип char, состоящий из 30-ти элементов, адрес массива заносится в переменную-указатель n.

На втором этапе необходимо выделить память для хранения всех элементов каждой строки матрицы. Обычно это выполняют в цикле с помощью операции new, при этом очередному указателю (элементу массива) присваивается адрес первого элемента очередной строки матрицы. Здесь следует заметить, что количество элементов строк динамической матрицы может быть различным, поэтому можно работать с динамическими матрицами различной конфигурации. Доступ к элементам массива указателей при выделении памяти подстроки динамической матрицы можно выполнять несколькими способами: с помощью смещения от начала массива, с помощью индекса, с помощью текущего указателя. Приведем примеры использования каждого способа для первой матрицы:

1) использование смещения

for (int i=0; i<20;i++)

*(a+i)=new float[i+1];

2) использование индекса

for (int i=0; i<20;i++)

a[i]=new float[i+1];

3) использование вспомогательного текущего указателя:

float **p;

for (p=a; p<a+20;p++)

*p=new float[i+1];

Освобождение памяти , выделенной под динамическую матрицу, выполняется также в два этапа: сначала освобождается память, выделенная под каждую строку матрицы, а затем освобождается память, выделенная под массив указателей на каждую строку матрицы. В приведенном примере это может выглядеть следующим образом:

for (int i=0;i<20;i++)

delete [] a[i];

delete []a;

Пример программы 4. Далее приводится пример программы, в которой выполняется работа с динамической матрицей: выделяется память под динамическую матрицу и одномерный динамический массив, осуществляется ввод элементов матрицы, а затем вычисляется сумма элементов каждой строки матрицы и заносится в одномерный массив.

#include "stdafx.h"

#include "conio.h"

#include "D:\\temp\\RusString.h"

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

int m,n,i,j;

float **a, *b;

printRus("Введите количество строк и столбцов: ");

scanf("%d %d",&m,&n);

a=new float*[m];

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

a[i]=new float[n];

OutPuts("Введите элементы матрицы ");

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

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

scanf("%f",&a[i][j]);

OutPuts("Вывод матрицы ");

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

{

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

printf("%8.2f",a[i][j]);

printf("\n");

}

b=new float[m];

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

{

b[i]=0;

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

b[i]+=a[i][j];

}

OutPuts("Суммы элементов строк матрицы ");

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

printf("%6.2f\n",b[i]);

delete []b;

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

delete []a[i];

delete []a;

getch();

return 0;

}

Пример программы 5. В качестве второго примера приведем работу с динамической матрицей, имеющей треугольный вид. В приводимой программе вычисляется в каждой строке матрицы произведение элементов.

#include "stdafx.h"

#include "conio.h"

#include "D:\\temp\\RusString.h"

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

int m,i,j;

float **a, *b;

printRus("Введите количество строк: ");

scanf("%d",&m);

a=new float*[m];

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

a[i]=new float[i+1];

OutPuts("Введите элементы матрицы ");

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

for (j=0;j<i+1;j++)

scanf("%f",&a[i][j]);

OutPuts("Вывод матрицы ");

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

{

for (j=0;j<i+1;j++)

printf("%8.2f",a[i][j]);

printf("\n");

}

b=new float[m];

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

{

b[i]=1;

for (j=0;j<i+1;j++)

b[i]*=a[i][j];

}

OutPuts("Произведения элементов строк матрицы ");

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

printf("%6.2f\n",b[i]);

delete []b;

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

delete []a[i];

delete []a;

getch();

return 0;

В приведенных программах обращение к элементам динамических массивов производилось с помощью индексов. Можно использовать и другие способы адресации, одним из которых является использование смещения. Например, выделение памяти под каждую строку матрицы можно выполнить с использованием смещения следующим образом:

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

*(a+i)=new float[n];

Пример программы 6. В следующей программе для решения задачи, рассмотренной в примере программы 4, применим иной способ - использование дополнительного указателя:

float **p;

for (p=a;p<a+m;p++)

*p=new float[n];

Текст программы будет иметь в этом случае следующий вид:

#include "stdafx.h"

#include "conio.h"

#include "D:\\temp\\RusString.h"

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

int m,n,i,j;

float **a, *b,**p;

printRus("Введите количество строк и столбцов: ");

scanf("%d %d",&m,&n);

a=new float*[m];

for (p=a;p<a+m;p++)

*p=new float[n];

OutPuts("Введите элементы матрицы ");

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

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

scanf("%f",&a[i][j]);

OutPuts("Вывод матрицы ");

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

{

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

printf("%8.2f",a[i][j]);

printf("\n");

}

b=new float[m];

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

{

b[i]=0;

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

b[i]+=a[i][j];

}

OutPuts("Суммы элементов строк матрицы ");

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

printf("%6.2f\n",b[i]);

delete []b;

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

delete []a[i];

delete []a;

getch();

return 0;

}