배열

배열은 고유 식별자에 인덱스를 사용하여 개별적으로 참조할 수 있는 연속 메모리 위치에 배치된 공간에 접근 할수 있습니다.

일일이 변수를 5개를 선언하지 않고도 배열로 한번에 5개를 선언할 수 있습니다.  대신 배열을 사용하여 5개의 int값이 인접한 메모리 위치에 저장되고 5개의 값 모두 적절한 인덱스와 동일한 식별자를 사용하여 액세스할 수 있습니다. 예를 들어, 호출

 

된 유형의 정수 값 5개를 포함하는 배열 은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. 여기서 각 빈 패널은 배열의 요소를 나타냅니다. 이 경우 다음 유형의 값입니다.

이러한 요소는 0에서 4까지 번호가 매겨져 있으며, 첫 번째는 0이고 마지막은 4입니다. C++에서 배열의 첫 번째 요소는 길이에 관계없이 항상 0(1이 아님)으로 번호가 매겨집니다.

일반 변수와 마찬가지로 배열을 사용하기 전에 선언해야 합니다. C++에서 배열에 대한 일반적인 선언은 다음과 같습니다. 여기서 은 유효한 유형(예: , ...)이고 유효한 식별자이고 필드(항상 대괄호로 묶음 )는 다음과 같이 배열의 길이를 지정합니다. 요소의 수. 따라서 type 의 5개 요소가 있는 배열은 다음과 같이 선언할 수 있습니다.

 

type name [elements];

int foo [5];

 

int foo [5];

참고: 배열의 크기는 상수 이어야 합니다. 배열은 프로그램이 실행되기 전에 컴파일 타임에 크기가 결정되어야 하는 정적 메모리 블록이기 때문입니다.

 

배열의 초기화

기본적으로 로컬 범위 의 일반 배열 (예: 함수 내에서 선언된 배열)은 초기화되지 않은 상태로 유지됩니다. 이는 해당 요소 중 어느 것도 특정 값으로 설정되지 않았음을 의미합니다. 그 내용은 배열이 선언된 시점에서 결정되지 않습니다.

그러나 배열의 요소는 선언될 때 해당 초기 값을 중괄호 {}로 묶어 명시적으로 특정 값으로 초기화할 수 있습니다. 예를 들어:

int foo [5] = { 16, 2, 77, 40, 12071 };

이 명령문은 다음과 같이 표현할 수 있는 배열을 선언합니다.

중괄호 사이의 값 {}의 수는 배열의 요소 수보다 크지 않아야 합니다. 예를 들어, 위의 예에서 foo는 5개의 요소(대괄호로 묶인 숫자로 지정됨)로 선언되었고 []중괄호 {}에는 각 요소에 대해 하나씩 정확히 5개의 값이 포함되었습니다. less로 선언하면 나머지 요소는 기본값으로 설정됩니다(기본 유형의 경우 0으로 채워짐). 예를 들어:

int bar [5] = { 10, 20, 30 };

다음과 같은 배열을 생성합니다.

 초기화 프로그램에는 값이 없을 수도 있고 중괄호만 있을 수도 있습니다.

int baz [5] = { };

int이렇게 하면각각 0 값으로 초기화되는 5개의 값 배열이 생성됩니다. 배열에 값

초기화가 제공되면 C++에서는 대괄호를 비워 둘 수 있습니다 []. 이 경우 컴파일러는 중괄호 사이에 포함된 값의 수와 일치하는 배열의 크기를 자동으로 가정합니다 {}.

int foo [] = { 16, 2, 77, 40, 12071 };

 

이 선언 후 배열 은 5개의 초기화 값을 제공했기 때문에 foo5개의 길이가 됩니다. 마지막으로 C++의 발전으로 배열에 대한 범용 초기화 도 채택되었습니다. 따라서 선언과 이니셜라이저 사이에 더 이상 등호가 필요하지 않습니다. 이 두 명령문은 모두 동일합니다.int

int foo[] = { 10, 20, 30 };
int foo[] { 10, 20, 30 }; 

정적 배열과 네임스페이스(함수 외부)에서 직접 선언된 배열은 항상 초기화됩니다. 명시적 이니셜라이저를 지정하지 않으면 모든 요소가 기본적으로 초기화됩니다(기본 유형의 경우 0).

 

배열의 값에 접근하기

배열에 있는 모든 요소의 값은 동일한 유형의 일반 변수 값처럼 액세스할 수 있습니다. 구문은 다음과 같습니다. 5개의 요소가 있고 각 요소가 유형 인

name[index]
이전 예에 따라 각 요소를 참조하는 데 사용할 수 있는 이름은 다음과 같습니다. 예를 들어, 다음 명령문은 세 번째에 값 75를 저장합니다. 요소 :fooint

foo [2] = 75;

예를 들어 다음은 의 세 번째 요소 값을 foo이라는 변수 에 복사합니다 x.

x = foo[2];

따라서 표현식 foo[2]자체가 type 의 변수입니다 int.

의 세 번째 요소 foo는 지정 foo[2]되고 첫 번째 요소는 이므로 foo[0]두 번째 요소는 이고 세 번째 요소 foo[1]는 입니다 foo[2]. 같은 이유로 마지막 요소는 foo[4]입니다. 따라서 를 작성하면 foo[5]의 여섯 번째 요소에 액세스하게 foo되므로 실제로 배열 크기를 초과하게 됩니다.

C++에서는 배열에 대한 유효한 인덱스 범위를 초과하는 것이 구문상 정확합니다. 범위를 벗어난 요소에 액세스하면 컴파일 시 오류가 발생하지 않지만 런타임 시 오류가 발생할 수 있으므로 문제가 발생할 수 있습니다. 이것이 허용되는 이유는 포인터가 도입되는 이후 장에서 볼 수 있습니다.

[]이 시점에서 대괄호 가 배열과 관련된 두 가지 용도를 명확하게 구분할 수 있는 것이 중요합니다 . 그들은 두 가지 다른 작업을 수행합니다. 하나는 선언될 때 배열의 크기를 지정하는 것입니다. 두 번째는 액세스할 때 구체적인 배열 요소에 대한 인덱스를 지정하는 것입니다. []이 두 가지 가능한 대괄호 사용을 배열과 혼동하지 마십시오 .

 

int foo[5];         // declaration of a new array
foo[2] = 75;        // access to an element of the array.

주요 차이점은 선언 앞에 요소 유형이 있지만 액세스는 그렇지 않다는 것입니다.

배열에 대한 몇 가지 다른 유효한 작업:

 

foo[0] = a;
foo[a] = 75;
b = foo [a+2];
foo[foo[a]] = foo[2] + 5;

예를 들어:

// arrays example
#include <iostream>
using namespace std;

int foo [] = {16, 2, 77, 40, 12071};
int n, result=0;

int main ()
{
  for ( n=0 ; n<5 ; ++n )
  {
    result += foo[n];
  }
  cout << result;
  return 0;
}

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다차원 배열

다차원 배열은 "배열의 배열"로 설명할 수 있습니다. 예를 들어, 2차원 배열은 요소로 구성된 2차원 테이블로 상상할 수 있으며 모두 동일한 데이터유형을 갖습니다.

jimmytype 의 5개 요소당 3개의 2차원 배열을 나타냅니다 int. 이에 대한 C++ 구문은 다음과 같습니다.

int jimmy [3][5];

예를 들어 표현식에서 두 번째 요소를 세로로, 네 번째 요소를 가로로 참조하는 방법은 다음과 같습니다.

jimmy[1][3]

(배열 인덱스는 항상 0으로 시작한다는 것을 기억하십시오)

다차원 배열은 2개의 인덱스(즉, 2차원)로 제한되지 않습니다. 필요한 만큼 인덱스를 포함할 수 있습니다. 주의: 배열에 필요한 메모리 양이 각 차원에 따라 기하급수적으로 증가합니다. 예를 들어:

char century [100][365][24][60][60];

char세기의 각 초에 대한 유형의 요소가 있는 배열을 선언합니다 . 이것은 30 억 이상에 해당합니다 char! 따라서 이 선언은 3GB 이상의 메모리를 소비합니다!

결국 다차원 배열은 인덱스를 곱하여 간단한 배열로 동일한 결과를 얻을 수 있기 때문에 프로그래머를 위한 추상화일 뿐입니다.

int jimmy [3][5];   // is equivalent to
int jimmy [15];     // (3 * 5 = 15)  

다차원 배열의 유일한 차이점은 컴파일러가 각 가상 차원의 깊이를 자동으로 기억한다는 것입니다. 다음 두 코드 조각은 정확히 동일한 결과를 생성하지만 하나는 2차원 배열을 사용하고 다른 하나는 단순 배열을 사용합니다.

 

multidimensional array

#define WIDTH 5
#define HEIGHT 3

int jimmy [HEIGHT][WIDTH];
int n,m;

int main ()
{
  for (n=0; n<HEIGHT; n++)
    for (m=0; m<WIDTH; m++)
    {
      jimmy[n][m]=(n+1)*(m+1);
    }
}

pseudo-multidimensional array

#define WIDTH 5
#define HEIGHT 3

int jimmy [HEIGHT * WIDTH];
int n,m;

int main ()
{
  for (n=0; n<HEIGHT; n++)
    for (m=0; m<WIDTH; m++)
    {
      jimmy[n*WIDTH+m]=(n+1)*(m+1);
    }
}

위의 두 코드 조각 중 어느 것도 화면에 출력을 생성하지 않지만 둘 다 다음과 같은 방식으로 jimmy라는 메모리 블록에 값을 할당합니다

. 코드는 숫자 값을 직접 사용하는 대신 너비와 높이에 대해 정의된 상수를 사용합니다. 이렇게 하면 코드 가독성이 향상되고 한 곳에서 코드를 쉽게 변경할 수 있습니다.

 

매개변수로서의 배열

어떤 시점에서 배열을 매개변수로 함수에 전달해야 할 수도 있습니다. C++에서는 배열이 나타내는 전체 메모리 블록을 함수에 인수로 직접 전달할 수 없습니다. 그러나 대신 전달할 수 있는 것은 주소입니다. 실제로 이것은 거의 동일한 효과를 가지며 훨씬 빠르고 효율적인 작업입니다.

배열을 함수의 매개변수로 받아들이기 위해 매개변수를 배열 유형으로 선언할 수 있지만 배열의 실제 크기를 생략하는 빈 대괄호를 사용합니다. 예를 들어:

void procedure (int arg[])

이 함수는 "array of int"라는 유형의 매개변수를 받습니다 arg. 이 함수에 전달하기 위해 다음과 같이 선언된 배열:

int myarray [40];

다음과 같은 호출을 작성하는 것으로 충분합니다.

procedure (myarray);

// arrays as parameters
#include <iostream>
using namespace std;

void printarray (int arg[], int length) {
  for (int n=0; n<length; ++n)
    cout << arg[n] << ' ';
  cout << '\n';
}

int main ()
{
  int firstarray[] = {5, 10, 15};
  int secondarray[] = {2, 4, 6, 8, 10};
  printarray (firstarray,3);
  printarray (secondarray,5);
}

5 10 15
2 4 6 8 10

위의 코드에서 첫 번째 매개변수( )는 길이에 관계없이 int arg[]요소가 유형인 모든 배열을 허용합니다 . int이러한 이유로 첫 번째 매개변수로 전달하는 각 배열의 길이를 함수에 알려주는 두 번째 매개변수를 포함했습니다. 이렇게 하면 배열을 출력하는 for 루프가 범위를 벗어나지 않고 전달된 배열에서 반복할 범위를 알 수 있습니다.

함수 선언에서 다차원 배열을 포함하는 것도 가능합니다. 3차원 배열 매개변수의 형식은 다음과 같습니다.

 

base_type[][depth][depth]

예를 들어, 다차원 배열을 인수로 사용하는 함수는 다음과 같을 수 있습니다.

void procedure (int myarray[][3][4])

첫 번째 대괄호 []는 비어 있는 반면 다음 대괄호는 해당 치수의 크기를 지정합니다. 이것은 컴파일러가 각 추가 차원의 깊이를 결정할 수 있도록 하는 데 필요합니다.

어떤 면에서 배열을 인수로 전달하면 항상 차원이 손실됩니다. 그 이유는 역사적 이유로 배열을 직접 복사할 수 없기 때문에 실제로 전달되는 것은 포인터입니다. 이것은 초보 프로그래머에게 일반적인 오류 소스입니다. 포인터에 대한 명확한 이해는 다음 장에서 설명하겠지만 많은 도움이 됩니다.

 

라이브러리 배열

위에서 설명한 배열은 C 언어에서 상속된 언어 기능으로 직접 구현됩니다. 그것들은 훌륭한 기능이지만 복사본을 제한하고 포인터로 쉽게 붕괴되기 때문에 과도한 최적화로 인해 어려움을 겪을 수 있습니다.

언어 내장 배열과 관련된 이러한 문제 중 일부를 극복하기 위해 C++는 표준 컨테이너로 대체 배열 유형을 제공합니다. header 에 정의된 유형 템플릿(실제로는 클래스 템플릿) <array>입니다.

컨테이너는 이 자습서의 범위를 벗어나는 라이브러리 기능이므로 여기에서 클래스에 대해 자세히 설명하지 않습니다. 그것들은 복사(메모리의 전체 블록을 복사하므로 주의해서 사용해야 하는 실제로 비용이 많이 드는 작업)를 허용하고 명시적으로 (회원을 통해) 그렇게 하도록 지시받았습니다 data.

예를 들어, 다음은 이 장에서 설명하는 언어 내장 배열과 라이브러리의 컨테이너를 사용하는 동일한 예제의 두 가지 버전입니다.

basic array

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
  int myarray[3] = {10,20,30};

  for (int i=0; i<3; ++i)
    ++myarray[i];

  for (int elem : myarray)
    cout << elem << '\n';
}

STL array

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;

int main()
{
  array<int,3> myarray {10,20,30};

  for (int i=0; i<myarray.size(); ++i)
    ++myarray[i];

  for (int elem : myarray)
    cout << elem << '\n';
}

보시다시피 두 종류의 배열은 동일한 구문을 사용하여 요소에 액세스합니다 myarray[i]. 그 외에 주요 차이점은 배열 선언과 라이브러리 배열 에 대한 추가 헤더 포함에 있습니다. 또한 라이브러리 배열 의 크기에 액세스하는 것이 얼마나 쉬운지 주목하십시오 .