Язык программирования C++. Пятое издание

for (const auto &row : ia) // для каждого элемента во внешнем массиве

 for (auto col : row)      // для каждого элемента во внутреннем массиве

  cout << col << endl;

Этому циклу запись в элементы не нужна, но все же управляющая переменная внешнего цикла определена как ссылка. Это сделано для того, чтобы избежать преобразования обычного массива в указатель (см. раздел 3.5.3). Если пренебречь ссылкой и написать эти циклы так, то компиляция потерпит неудачу:

for (auto row : ia)

 for (auto col : row)

Как и прежде, первый цикл for перебирает элементы массива ia, являющиеся массивами по 4 элемента. Поскольку row не ссылка, при его инициализации компилятор преобразует каждый элемент массива (как и любой другой объект типа массива) в указатель на первый элемент этого массива. В результате типом row в этом цикле будет int*. Внутренний цикл for некорректен. Несмотря на намерения разработчика, этот цикл пытается перебрать указатель типа int*.

Чтобы использовать многомерный массив в серийном операторе for, управляющие переменные всех циклов, кроме самого внутреннего, должны быть ссылками.

Указатели и многомерные массивы

Подобно любым другим массивам, имя многомерного массива автоматически преобразуется в указатель на первый его элемент.

Определяя указатель на многомерный массив, помните, что на самом деле он является массивом массивов.

Поскольку многомерный массив в действительности является массивом массивов, тип указателя, в который преобразуется массив, является типом первого внутреннего массива.

int ia[3][4]; // массив размером 3 элемента; каждый элемент - массив

              // из 4 целых чисел

int (*p)[4] = ia; // p указывает на массив из четырех целых чисел

p = &ia[2];       // теперь p указывает на последний элемент ia

Применяя стратегию из раздела 3.5.1, начнем рассмотрение с части (*p), гласящей, что p — указатель. Глядя вправо, замечаем, что объект, на который указывает указатель p, имеет размер 4 элемента, а глядя влево, видим, что типом элемента является int. Следовательно, p — это указатель на массив из четырех целых чисел.

Круглые скобки в этом объявлении необходимы.

int *ip[4];   // массив указателей на int

int (*ip)[4]; // указатель на массив из четырех целых чисел

Новый стандарт зачастую позволяет избежать необходимости указывать тип указателя на массив за счет использования спецификаторов auto и decltype (см. раздел 2.5.2).

// вывести значение каждого элемента ia; каждый внутренний массив

// отображается в отдельной строке

// p указывает на массив из четырех целых чисел

for (auto p = ia; p != ia + 3; ++p) {

 // q указывает на первый элемент массива из четырех целых чисел;

 // т.е. q указывает на int

 for (auto q = *p; q != *p + 4; ++q)

  cout << *q << ' '; cout << endl;

}

Внешний цикл for начинается с инициализации указателя p адресом первого массива в массиве ia. Этот цикл продолжается, пока не будут обработаны все три ряда массива ia. Инкремент ++p перемещает указатель p на следующий ряд (т.е. следующий элемент) массива ia.

Внутренний цикл for выводит значения внутренних массивов. Он начинается с создания указателя q на первый элемент в массиве, на который указывает указатель p. Результатом *p будет массив из четырех целых чисел. Как обычно, при использовании имени массива оно автоматически преобразуется в указатель на его первый элемент. Внутренний цикл for выполняется до тех пор, пока не будет обработан каждый элемент во внутреннем массиве. Чтобы получить указатель на элемент сразу за концом внутреннего массива, мы снова обращаемся к значению указателя p, чтобы получить указатель на первый элемент в этом массиве. Затем добавляем к нему 4, чтобы обработать четыре элемента в каждом внутреннем массиве.

Конечно, используя библиотечные функции begin() и end() (см. раздел 3.5.3), этот цикл можно существенно упростить:

// p указывает на первый массив в ia

for (auto p = begin(ia); p != end(ia); ++p) {

 // q указывает на первый элемент во внутреннем массиве

 for (auto q = begin(*p); q != end(*p); ++q)