Динамический массив на языке С

В процессе изучения языка С одной из часто выполняемых операций является динамическое выделение переменных. Но помимо этого, дополнительно может осуществляться такая процедура, как динамическое выделение массивов. При этом стоит обратить внимание на то, что между фиксированных и динамическим массивом имеются различия.

По сравнению с тем, что в фиксированных массивах уже наперед известны его размеры, в динамических массивах процесс изменения размера можно выполнять непосредственно в процессе выполнения написанной процедуры.

Динамическое выделение памяти для двумерных массивов

Для того, чтобы память компьютера использовалась максимально эффективно, необходимо реализовать такой процесс, как динамическое выделение памяти. В том случае, если происходит процесс создания программы, в которой используется фиксированный объем, то такую программу в дальнейшем нельзя считать универсальной.

Это связано с тем, что в том случае, когда нужно будет увеличить массив, при фиксированном значении реализовать это будет невозможно. В такой ситуации будет целесообразно осуществить динамическое выделение памяти для будущих двумерных массивов.

Для того, чтобы реализовать процедуру динамического распределения памяти, в языке программирования С используются такие функции, как delete и new. Функция new дает возможность выделить фрагмент свободной памяти, а посредством использования функции delete можно освободить ту память, которая была выделена. После того, как произойдет использование выделяемой памяти, она должна в обязательном порядке освобождаться.

Поэтому перечисленные функции всегда работают в парах. Если же этого не делать принудительно, то после того, как будет завершена определенная программа, память будет освобождаться в автоматическом режиме. При этом рекомендуется всегда помнить о необходимой функции delete.

Посредством применения функции new есть возможность создать объект заданного размера, параллельно происходит процесс выделения ему памяти с возвращением на конкретно заданный участок указателя заданного типа. В том случае, если память нет возможности выделить, то обратно возвращается так называемый нулевой указатель. При этом, стоит обратить внимание на то, что осуществить выделение памяти можно под совершенно любой тип используемых данных.

Стоит обратить внимание на разработанную программу, в которой используется переменная динамического типа:

В 10-ой строке можно наблюдать за тем, как происходит такой процесс, как метод инициализации и объявления девяткой динамического массива. Для этого нужно после типа данных в круглых скобках указать необходимое значение. В процессе выполненной работы будет получен следующий результат, который можно увидеть на рисунке:

Особенности создания динамических массивов

Выше было указано о том, что помимо фиксированных существуют так называемые динамические массивы. При этом здесь стоит обратить внимание на то, что такие функции, как delete и new зачастую используются не для создания динамических переменных, а для формирования динамических массивов.

Ознакомимся с фрагментом программного кода, в котором происходит процесс создания динамического одномерного массива:

Как только окажется, сто динамический массив больше не нужен, необходимо осуществить такой процесс, как освобождение памяти, которая выделялась под этот массив.

После того, как будет указана функция delete, непосредственно после нее нужно установить квадратные скобки. Их наличие указывает на то, что происходит процесс освобождения определенного участка памяти, который отводился на одномерный массив. Рассмотрим пример программы, в которой осуществляется процесс разработки динамического одномерного массива, в котором используются случайные числа.

Сформированный динамический одномерный массив заполняется произвольными случайными числами, которые берутся за счет генерации случайных чисел. Генерация происходит в диапазоне от 1 до 10-ти. Для того, чтобы задать интервал генерации, применяется команда rand() % 10 + 1.В том случае, если есть необходимость в процедуре получения вещественных чисел случайного типа, происходит процесс выполнения такого действия, как деление. Для этого применяется такая операция, как float((rand() % 10 + 1)).

В том случае, если после запятой есть необходимость в выведение всего лишь двух знаков, для этого применяется команда setprecision(2). В заголовочном файле можно найти прототип представленной функции. За счет использования такой функции, как time(0), происходит процедура засевания генератора случайных чисел посредством применения временных значений. Это дает возможность получать произвольные числовые значения.

После того, как работа с массивом будет закончена, происходит процесс его удаления. Это дает возможность получить свободную память, которая отводилась для временного хранения. Теперь же стоит обратить внимание на фрагмент кода, в котором применяется объявление динамического двумерного массива:

Первоначально стоит объявить указатель второго порядка, в качестве которого выступает float **ptrarray. Он ссылается на массив, где присутствуют указатели float* [2]. Здесь размер массива равняется двум. После этого в цикле for каждой строке, которая объявлена в массиве в строке 2 выделяется память, которая будет принадлежать 5-ти элементам. В результате этого удастся получить двумерный массив.

Особенности удаления динамических переменных и массивов

В первую очередь каждый программист должен помнить о том, что у него имеется возможность осуществить процесс удаления из памяти переменных. Естественно, эта переменная будет удалена в автоматическом порядке после того, как будет окончено процесс завершения и работы определенной программы. Но в том случае, если динамические переменные или же массив есть необходимость удалить в процессе выполнения программы, то реализовать этот процесс можно посредством использования функции delete.

Для того, чтобы это можно было реализовать, стоит выполнить следующую команду:

Первоначально стоит указать оператор, после чего имя используемой переменной. Стоит обратить внимание на то, что оператор * отсутствует непосредственно перед именем используемой переменной. Очень часто происходит так, что начинающие программисты забывают об этом и на протяжении нескольких часов пытаются найти ошибку, которая не существует.

Особенности инициализации двухмерных массивов

В том случае, если есть необходимость в выполнении такого действия, как инициализация динамического массива с помощью такого значения, как 0, то в таком случае все достаточно просто:

До того момента, пока не появился язык программирования С и С++, не было нормально и доступного метода для инициализации динамического массива посредством применения ненулевых значений. Список, используемый для инициализации, ранее работал только с теми значениями, которые являлись фиксированными. Это указывает на то, что перед программистом возникает такая задача, как ручной перебор всех элементов используемого массива и присвоение ему определенного значения:

Такая процедура, как показывает практика, является достаточно утомительной. Однако, если рассматривать такой момент, как появление языка С и С++, то здесь возникла возможность осуществлять процесс инициализации динамических массивов посредством использования целых списков инициализаторов:

Здесь стоит дополнительно обратить внимание на то, что в синтаксисе, который используется в динамическом массиве, непосредственно между самой длиной массива и список применяемых инициализаторов такого элемента, как оператор присваивания просто нет.

В языке программирования С есть возможность осуществить процесс инициализации фиксированных массивов посредством использования uniform-инициализации:

Но здесь нужно быть максимально осторожными, так как в этом языке программирования нет возможности реализовать процесс инициализации посредством применения строки C-style:

Вместо использования вышеперечисленных вариантов есть возможность в применении динамического выделения std::string. Помимо этого, не стоит забывать о том, что объявление динамических массивов должно параллельно сопровождаться таким процессом, как объявление их длины. Для этого применяется такая команда:

Особенности изменения длины массивов

Осуществляя такой процесс, как динамическое выделение массивов, стоит обратить внимание на то, что при выполнении этого действия есть возможность в выполнении такого действия, как изменение размера в процессе реализации программы. Но здесь также стоит помнить о том, что в языке программирования С не предусматривается встроенный метод, посредством изменения которого можно осуществлять изменение длины массива.

Обойти такое ограничение удалось, так как есть возможность осуществить динамическое выделение совершенно нового массива. Для этого нужно реализовать такое действие, как процесс копирования необходимых элементов из старого массива. После этого реализуется такой процесс, как удаление старого массива. Но здесь стоит обратить внимание на то, что этот массив подвергается ошибкам.

Но здесь не стоит расстраиваться, так как в языке программирования С также есть и такие массивы, для которых в процессе выполнения программы можно осуществлять такой процесс, как изменение длины массива. В дальнейшем они будут называться векторами.

Особенности перераспределения памяти

В том случае, если размер памяти, который выделяется, нельзя задать заблаговременно, то для того, что реализовать такой процесс, как увеличение массива, при введение следующих значений нужно в обязательном порядке реализовать такие действия:

• осуществить выделение блока памяти, размерность которого составляет n+1 (на 1 больше от того размера, который использовался до этого);
• осуществить процедуру копирования всех значений, которые хранятся на том участке памяти, который был выделен для этого;
• выполнить процедуру освобождения памяти, которая ранее выделялась для хранения определенного массива;
• осуществить перемещение указателя массива на начало той области памяти, которая была выделена;
• осуществить процесс дополнения массива теми значениями, которые были введены последними.

Для всех действий, которые перечислены выше, стоит использовать такую функцию, как void*realloc.
Размер применяемого блока памяти, на который происходит такой процесс, как ссылка, изменяется на определенное количество байтов. В размере он может, как уменьшаться, так и увеличиваться, если в этом есть необходимость.

Сохранение содержимого блока памяти осуществляется даже в том случае, если его размер является в несколько раз меньше нежели тот, которым был первый. Но те данные, которые выходят за границы нового блока, вовсе отбрасываются в сторону.