Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

В предыдущем примере как управляющие переменные цикла использовались ссылки, поскольку элементы массива необходимо было изменять. Однако есть и более серьезная причина для использования ссылок. Рассмотрим в качестве примера следующий цикл:

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 forперебирает элементы массива ia, являющиеся массивами по 4 элемента. Поскольку rowне 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 rowв этом цикле будет int*. Внутренний цикл forнекорректен. 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.

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 autoи 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 forначинается с инициализации указателя pадресом первого массива в массиве ia. Этот цикл продолжается, пока не будут обработаны все три ряда массива ia. Инкремент ++pперемещает указатель pна следующий ряд (т.е. следующий элемент) массива ia.

Внутренний цикл forвыводит значения внутренних массивов. Он начинается с создания указателя qна первый элемент в массиве, на который указывает указатель p. Результатом *pбудет массив из четырех целых чисел. Как обычно, при использовании имени массива оно автоматически преобразуется в указатель на его первый элемент. Внутренний цикл forвыполняется 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.