Указатели и память

Многомерные массивы в C и C++

В этом уроке вы обойдёте двумерную матрицу и найдёте сумму элементов в каждой строке.

Введение

Двумерный массив можно представить как таблицу из строк и столбцов. И в C, и в C++ он хранится в памяти непрерывно, по строкам (row-major): сначала вся первая строка, затем вторая и так далее.

Главное

Указатель должен указывать только на существующий объект нужного типа или быть равен null.
Каждую выделенную область памяти нужно освободить ровно один раз.
Явно обозначайте, какая функция владеет памятью (ownership), а какие данные только читаются (const).

Как это работает

Наведите на ячейку, чтобы увидеть её строку, столбец и место в памяти, где все строки хранятся одна за другой.

Примеры кода на C и C++

Запустить →

main.c

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int matrix[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
    for (int row = 0; row < 2; ++row) {
        int total = 0;
        for (int column = 0; column < 3; ++column) total += matrix[row][column];
        printf("row %d=%d\n", row, total);
    }
    return 0;
}

Результат выполнения

row 0=6
row 1=15

C++

Запустить →

main.cpp

#include <array>
#include <iostream>

int main() {
    std::array<std::array<int, 3>, 2> matrix{{{{1, 2, 3}}, {{4, 5, 6}}}};
    for (std::size_t row = 0; row < matrix.size(); ++row) {
        int total = 0;
        for (int value : matrix[row]) total += value;
        std::cout << "row " << row << '=' << total << '\n';
    }
}

Результат выполнения

row 0=6
row 1=15

Сравнение C и C++

Матрицу обходят два вложенных цикла: внешний проходит по строкам, внутренний складывает элементы текущей строки в переменную total. В C при передаче двумерного массива в функцию нужно указать размеры всех измерений, кроме первого. В C++ std::array хранит размер в самом типе и предлагает метод at(), который проверяет, допустим ли индекс.

Владение памятью и её освобождение полностью лежат на программисте.

C++

Контейнеры и RAII автоматически освобождают ресурсы, когда заканчивается время жизни объекта.

Упражнения для практики

Запустите обе версии, а затем измените код, чтобы увидеть разницу в безопасности, которую даёт каждый язык.

Проверьте работу с нулевыми указателями и при ошибках выделения памяти.
Запустите программу с AddressSanitizer и UndefinedBehaviorSanitizer, чтобы найти ошибки работы с памятью.
Явно обозначьте, какой указатель владеет памятью, а какой служит только для чтения.

Попрактикуйтесь на задаче

Примените материал этого урока к реальной задаче. Каждая задача запускается в браузере, с мгновенными тестами и разбором от ИИ.

Row Sums Add up every row of a grid. Легко
Minesweeper Neighbor Counts Annotate a rectangular board. Средне

Все задачи