Язык программирования C++. Пятое издание

При использовании переменной для индексирования массива ее обычно определяют как имеющую тип size_t. Тип size_t — это машинозависимый беззнаковый тип, гарантированно достаточно большой для содержания размера любого объекта в памяти. Тип size_t определен в заголовке cstddef, который является версией С++ заголовка stddef.h библиотеки С.

За исключением фиксированного размера, массивы используются подобно векторам. Например, можно повторно реализовать программу оценок из раздела 3.3.3, используя для хранения счетчиков кластеров массив.

// подсчет количества оценок в кластере по десять: 0--9,

// 10--19, ... 90--99, 100

unsigned scores[11] = {}; // 11 ячеек, все со значением 0

unsigned grade;

while (cin >> grade) {

 if (grade <= 100)

  ++scores[grade/10]; // приращение счетчика текущего кластера

}

Единственное очевидное различие между этой программой и приведенной в разделе 3.3.3 в объявлении массива scores. В данной программе это массив из 11 элементов типа unsigned. Не столь очевидно то различие, что оператор индексирования в данной программе тот, который определен как часть языка. Этот оператор применяется с операндами типа массива. Оператор индексирования, используемый в программе в разделе 3.3.3, был определен библиотечным шаблоном vector и применялся к операндам типа vector.

Как и в случае строк или векторов, для перебора всего массива лучше использовать серийный оператор for. Например, все содержимое массива scores можно отобразить следующим образом:

for (auto i : scores) // для каждого счетчика в scores

 cout << i << " ";    // отобразить его значение

cout << endl;

Поскольку размерность является частью типа каждого массива, системе известно количество элементов в массиве scores. Используя средства серийного оператора for, перебором можно управлять и не самостоятельно.

Проверка значений индекса

Как и в случае со строкой и вектором, ответственность за невыход индекса за пределы массива лежит на самом программисте. Он сам должен гарантировать, что значение индекса будет больше или равно нулю, но не больше размера массива. Ничто не мешает программе перешагнуть границу массива, кроме осторожности и внимания разработчика, а также полной проверки кода. В противном случае программа будет компилироваться и выполняться правильно, но все же содержать скрытую ошибку, способную проявиться в наименее подходящий момент.

Наиболее распространенным источником проблем защиты приложений является ошибка переполнения буфера. Причиной такой ошибки является отсутствие в программе проверки индекса, в результате чего программа ошибочно использует память вне диапазона массива или подобной структуры данных.

Упражнения раздела 3.5.2

Упражнение 3.30. Выявите ошибки индексации в следующем коде

constexpr size_t array size = 10;

int ia[array_size];

for (size_t ix = 1; ix <= array size; ++ix)

 ia[ix] = ix;

Упражнение 3.31. Напишите программу, где определен массив из десяти целых чисел, каждому элементу которого присвоено значение, соответствующее его позиции в массиве.

Упражнение 3.32. Скопируйте массив, определенный в предыдущем упражнении, в другой массив. Перезапишите эту программу так, чтобы использовались векторы.

Упражнение 3.33. Что будет, если не инициализировать массив scores в программе оценок из данного раздела?

3.5.3. Указатели и массивы

Указатели и массивы в языке С++ тесно связаны. В частности, как будет продемонстрировано вскоре, при использовании массивов компилятор обычно преобразует их в указатель.

Обычно указатель на объект получают при помощи оператора обращения к адресу (см. раздел 2.3.2). По правде говоря, оператор обращения к адресу может быть применен к любому объекту, а элементы в массиве — объекты. При индексировании массива результатом является объект в этой области массива. Подобно любым другим объектам, указатель на элемент массива можно получить из адреса этого элемента:

string nums[] = {"one", "two", "three"}; // массив строк

string *p = &nums[0]; // p указывает на первый элемент массива nums

Однако у массивов есть одна особенность — места их использования компилятор автоматически заменяет указателем на первый элемент.

string *p2 = nums; // эквивалент p2 = &nums[0]