第三章 数组的解剖学

C/C++的数组不同于VB等语言的数组,是有层次的,这个层次指的不是维度,而是象俄罗斯有名的套娃一样,一维套一维,亦即数组的嵌套,数组的元素也是数组,VB等语言的数组与之相比更像一个平面。

数组嵌套这个现象从其它语言的角度来看有点奇特,但其实原因也很简单。C/C++的对象模型并不视数组为某种数值的简单集合,而是对象的聚集,每个元素都是一个对象。元素为整数对象,就是整数数组,为浮点数对象,就是浮点数数组。然而,数组本身也是一种对象,因此一个数组也能作为另一个数组的元素。当某个一维数组以一维数组作为元素时,这个一维数组每个元素都具有数组类型,这个一维数组其实是二维数组,同理,一个以二维数组作为元素的一维数组其实是三维数组。因此,使用C/C++数组的时候应该用数组嵌套的观点去看待。有人据此认为,C/C++的数组不是真正的数组,还有的认为C/C++没有多维数组,这些观点都有失偏颇,与其它语言的数组相比,两者只是同一事物的不同实例,是实现方法的不同,而本质是一样的,C/C++的数组嵌套可视为对数组概念的发展。

现在来看看数组的定义:

6.5.4.2 Array declarators

 

Semantics

If, in the declaration “T Dl.” Dl has the form

D [ constant expressionopt ]

这个定义非常简单,其中T代表元素类型,D代表标识符,constant expression必须为大于0的常量表达式,opt表示可选,即[]中的内容可以为空,当[]为空时叫不完整类型,表示这个数组对象的长度未知,不完整数组类型可以在程序的某个地方补充完整。细心的人马上就会发现,从形式上看,怎么只有一维数组的定义?这个形式如何定义多维数组?刚才说过,C/C++的数组是数组的嵌套,因此多维数组的定义也反映了这个本质。多维数组的定义是通过嵌套的一维数组定义构造的。对于一维数组:

T D[M]

当元素为一维数组T[N]时,元素的类型也为数组类型,用T[N]代替T,则为:

T[N] D[M]

这个语法结构不符合C/C++数组定义的语法形式,将[N]移动到[M]后,就是正式的二维数组的定义了:

T D[M][N]

其中D[0]---D[M-1]都是一维数组,具有数组类型T[N]。各种维度的多维数组可以用同样的嵌套方法构造出来。

一个一维数组T[M],经过数组到指针的转换后,类型转换为T*,二维数组T[M][N]转换为指针后,类型转换为T ( * )[N],有些初学者对T( * )[N]这种形式较难理解,怎么多了一维,形式就有这么大的差别呢,其实原理还是跟嵌套有关,二维数组为一维数组的嵌套,元素为数组类型,因此用T[N]代替T,则二维数组转换之后的指针类型为T[N] *,将[N]移动到*的右边,就是T*[N],由于[]的优先级比*高,因此需要加括号,就成为T( * )[N]了,否则就不是指针类型,而成了指针数组类型了。

围绕数组名,存在一些有趣的表达式,下面的内容通过讨论这些表达式中较为重要的几个,来加深对数组的理解。对于二维数组:

T a[M][N]

a: 表达式中的a的类型转换为T ( * )[N],代表数组首元素的地址;

&a:是一个指向二维数组对象的指针,类型为T ( * )[M][N]。在C标准出现之前,一些早期的实现并不允许&a,因为这些编译器认为此时的a转换为一个右值,而&运算符要求一个左值,因此非法。C标准委员会鉴于对象的概念已经得到了扩展,而且允许&a并没有害处,因此把&运算符作为一个例外写进了数组到指针的转换条款中。这种情况下的a代表数组对象,&a表示对数组对象取地址,因此&a的结果跟a是相同的,但类型不同。

笔者曾经见过某些观点认为,&a才是数组的首地址,不是a。这个观点初看起来似乎很有道理,一个数组对象的引用,不正是首地址吗?但实际上这种论述是不符合标准的,数组到指针的转换条款规定,当产生一个points to the initial element of the array object的时候,其前提是由array of type到pointer to type的转换,但&a的类型属于pointer to array of type,不是pointer to type,因此真正代表数组首地址的是a本身,不是&a。

(这几天关于这个问题又有了一些争论,好吧,就让这个问题的争吵到这里结束吧。本着尊重标准和去除先入为主偏见的原则,a就是数组首元素的地址,不是数组的首地址---2011年3月27日)

&a[0][0]:这是数组首元素的地址。&a[0][0]常常被误解为数组a的首地址,其实a[0][0]只不过由于位置特殊,其地址值才与a相同,&a[0][0]是一个T类型对象的引用,不是一个数组对象的引用,而且其类型不是由array of type转换得来的,因此其意义不是数组首地址。

a[i](其中 i >= 0 && i < M):从数组嵌套的观点来看,a是一个一维数组,元素的类型为数组类型,因此a[i]的类型为T[N],在表达式中转换为T*,是第i个一维数组的首地址。

a + 1:a隐式转换为指针类型T( * )[N]然后加1,请记住指针加法是以指针指向对象的大小为步长的,因此a + 1将跨过N * sizeof( T )个字节。

&a + 1:与a + 1同理,&a类型为T( * )[M][N],因此&a + 1的步长为M * N * sizeof( T )。

时间: 2024-10-05 23:38:23

第三章 数组的解剖学的相关文章

紫书第三章 数组和字符串

1  序 系统的整理下第三章的学习笔记.例题代码是在未看书本方法前自己尝试并AC的代码,不一定比书上的标程好:习题除了3-8百度了求解方法,其它均独立完成后,会适当查阅网上资料进行整理总结.希望本博文方便自己日后复习的同时,也能给他人带来点有益的帮助(建议配合紫书--<算法竞赛入门经典(第2版)>阅读本博客).有不足或错误之处,欢迎读者指出. 2  例题 2.1  UVa272--Tex Quotes #include <stdio.h> int main() { bool log

C++教程第三章-数组

转载请注明出处: http://blog.csdn.net/miaoyunzexiaobao PS:命名空间的概念:之前写的std::cout/std::cin/std::endl等,表示cout/cin/endl这些属于一个名为std的命名空间,不愿写的话可以在main之前声明:using namespace std,表明本函数使用命名空间std.命名空间的概念会在以后讲解. 1.      数组的概念 数组是一组类型的值的集合,是由类型名,标识符和维数组成的复合数据类型.其中类型名规定了数组

快学Scala习题解答—第三章 数组相关操作

3 数组相关操作 3.1 编写一段代码,将a设置为一个n个随机整数的数组,要求随机数介于0(包含)和n(不包含)之间 random和yield的使用 Scala代码   import scala.math.random def randomArray(n:Int)={ for(i <- 0 until n) yield (random * n).toInt } println(randomArray(10).mkString(",")) 3.2 编写一个循环,将整数数组中相邻的元

第三章 数组与字符串 UVa1588 Kickdown

题目要求简述:给定长度分别为n1,n2(n1,n2<=100)且每列的高度只为1或者2的长条.需要将他们放入一个高度为3的容器,问能够容纳它们的最短容器长度. 分析: 对于这样的题目显而易见有两种思路,第一,固定一个字符串,另一个从左到右进行移动.第二,固定一个字符串a,另一个字符串b移动,再固定b,取长度最小值. 两种方法我都经过自己的实现,觉得还是第二种代码更简洁优雅,同时还具有一定的可扩展性. 用例子说明一下吧~ 数组1和数组2是我们待比较的两个数组,(当然,都是字符串数组),我们先固定其

scala学习第三章数组相关操作

val b = new ArrayBuffer[Int]() //或者 new ArrayBuffer[Int] b += 1 //ArrayBuffer(1) 用+= 在尾端添加元素 b += (1,2,3,5) //ArrayBuffer(1,1,2,3,5) 在尾端添加多个元素 b ++= Array(1,2,3) //ArrayBuffer(1,1,2,3,5,1,2,3) 在尾端追加集合 用++= b.trimEnd(5) //ArrayBuffer(1,1,2) 移除最后5个元素 b

从思维导图中学习javascript第三章数组

1对数组的操作方法: 1. push():在数组末尾添加数组 2.unshift():在数组头部添加元素 3.concat()合并两个数组 4pop()删除返回数组的最后一个元素 5shift()删除并返回数组的第一个元素 splice(参数1,参数2,参数3): 删除任意数量的项:1要删除的起始下标2要删除的项数 在制定位置插入指定的项:1.起始下标2.0(不删除任何项)3.要插入的项 替换任意数量的项:1.起始下标2.要删除的项数3.要插入的项 slice(参数1,参数2):从已有数组中选取

快学Scala-第三章 数组相关操作

知识点: 1.定长数组 Array val nums = new Array[Int](10) //10个整数的数组,所有元素初始化为0 val a = new Array[String](10) //10个元素的字符串数组,所有元素初始化为null val s= Array("Hello","World") //长度为2的Array(String) 类型是编译器推断出来的,已提供初始值就不需要new s(0) = "Goodbye" //Arr

第三部分 基本类型:第15章 数组

派生关系:System.Object => System.Array => 数组 数组是引用类型,是在托管堆上进行分配的. Int32[] myIntegers; //声明了一个数组引用,初始设置为null myIntegers = new Int32[100]; //创建了含有100个Int32的数组,初始化为0.该数组的内存块地址被返回并保存到myIntegers变量中 创建引用类型数组: Control[] myControls; //声明一个数组引用 myControls = new

重读《学习JavaScript数据结构与算法-第三版》- 第3章 数组(一)

定场诗 大将生来胆气豪,腰横秋水雁翎刀. 风吹鼍鼓山河动,电闪旌旗日月高. 天上麒麟原有种,穴中蝼蚁岂能逃. 太平待诏归来日,朕与先生解战袍. 此处应该有掌声... 前言 读<学习JavaScript数据结构与算法>- 第3章 数组,本节将为各位小伙伴分享数组的相关知识:概念.创建方式.常见方法以及ES6数组的新功能. 数组 数组是最简单的内存数据结构,用于存储一系列同一种数据类型的值. 注:虽然数组支持存储不同类型的值,但建议遵守最佳实践. 一.数组基础 创建和初始化数组 new Array