Как передать двумерный вектор в функцию c
Перейти к содержимому

Как передать двумерный вектор в функцию c

  • автор:

Двумерные массивы

Для хранения прямоугольных таблиц, состоящих из строк и столбцов, необходимо использовать массивы, каждый элемент которых является строкой массивом чисел. Если считать, что одна строка — это vector , то двумерный массив — это вектор элементов типа vector , то есть его нужно объявлять как vector . При этом по стандарту языка C++ до 2011 года, в конце определения между двумя символами “

Если объявить массив a таким образом, то a[i] будет одномерным массивом, который обычно считают строкой. То есть a[i][j] будет j-м элементом i-й строки. Например, двумерный массив из 3 строк и 4 столбцов можно записать в виде:

a[0][0] a[0][1] a[0][2] a[0][3] a[1][0] a[1][1] a[1][2] a[1][3] a[2][0] a[2][1] a[2][2] a[2][3]

Чтобы создать массив из n строк и m столбцов, можно объявить его указанным образом:

vector > a;

Затем необходмио размер “внешнего” массива изменить на n (сделать n строк в таблице):

a.resize(n);

Затем размер каждого массива-строки необходимо изменить на m. Это можно сделать циклом:

for (int i = 0; i < n; ++i) a[i].resize(m);

Заметим, что строки могут иметь разную длину, например, можно сделать массив в форме “лесенки”, где каждая строка будет содержать на один элемент больше предыдущей:

for (int i = 0; i < n; ++i) a[i].resize(i + 1);

Но если необходимо создать прямоугольный массив, то можно сразу же при объявлении задать его размер, если воспользоваться конструктором для вектора с параметрами. Первый параметр — размер вектора, второй необязательный параметр — значение, которым будут инциализированы элементы вектора. Тогда в качестве первого параметра можно передать n, а в качестве второго параметра можно явно указать конструктор, который создает вектор из m элементов типа int : vector(m) . Итак, создать прямоугольную таблицу размером n×m можно в одну строку:

vector > a(n, vector(m));

Если вложенному вызову конструктора (для строки) передать второй параметр, то все элементы массива будут заполнены переданным значением вместо нуля. int A[n] создает в памяти одномерный массив: набор пронумерованных элементов, идущих в памяти последовательно. К каждому элементу массива можно обратиться, указав один индекс - номер этого элемента. Но можно создать и двумерный массив следующим образом: int A[n][m] . Данное объявление создает массив из n объектов, каждый из которых в свою очередь является массивом типа int [m] . Тогда A[i] , где i принимает значения от 0 до n-1 будет в свою очередь одним из n созданных обычных массивов, и обратиться к элементу с номером j в этом массиве можно через A[i][j] .

Подобные объекты (массивы массивов) также называют двумерными массивами. Двумерные массивы можно представлять в виде квадратной таблицы, в которой первый индекс элемента означает номер строки, а второй индекс – номер столбца. Например, массив A[3][4] будет состоять из 12 элементов и его можно записать в виде

A[0][0] A[0][1] A[0][2] A[0][3] A[1][0] A[1][1] A[1][2] A[1][3] A[2][0] A[2][1] A[2][2] A[2][3]

Для считывания, вывода на экран и обработки двумерных массивов необходимо использовать вложенные циклы. Первый цикл – по первому индексу (то есть по всем строкам), второй цикл – по второму индексу, то есть по всем элементам в строках (столбцам). Например, вывести на экран двумерный массив в виде таблицы, разделяя элементы в строке одним пробелом можно следующим образом:

for (int i = 0; i < n; ++i) < // Выводим на экран строку i for (int j = 0; j < m; ++j) < cout cout 

А считать двумерный массив с клавиатуры можно при помощи еще более простого алгоритма (массив вводится по строкам, то есть в порядке, соответствующему первому примеру):

for (i = 0; i < n; ++i) < for (j = 0; j < m; ++j) < cin >> a[i][j]; > >

Обработка двумерного массива

Обработка двумерных массивов производится аналогичным образом. Например, если мы хотим записать в массив таблицу умножения, то есть присвоить элементу a[i][j] значение i * j , это можно сделать следующим образом при помощи вложенных циклов:

for (i = 0; i < n; ++i) < for (j = 0; j < m; ++j) < a[i][j] = i * j; >>

Рассмотрим более сложную задачу и несколько способов ее решения. Пусть дан квадратный двумерный массив размером n×n. Необходимо элементам, находящимся на главной диагонали проходящей из левого верхнего угла в правый нижний (то есть тем элементам a[i][j] , для которых i == j ) присвоить значение 1 , элементам, находящимся выше главной диагонали – значение 0, элементам, нахощящимся ниже главной диагонали – значение 2. То есть получить такой массив (пример для n == 4 ):

1 0 0 0 2 1 0 0 2 2 1 0 2 2 2 1

Рассмотрим несколько способов решения этой задачи. Элементы, которые лежат выше главной диагонали – это элементы a[i][j] , для которых i < j , а для элементов ниже главной диагонали i >j . Таким образом, мы можем сравнивать значения i и j и по ним определять значение a[i][j] . Получаем следующий алгоритм:

for (i = 0; i < n; ++i) < for (j = 0; j < n; ++j) < if (i < j) < a[i][j] = 0; >else if (i > j) < a[i][j] = 2; >else < a[i][j] = 1; >> >

Данный алгоритм плох, поскольку выполняет одну или две инструкции if для обработки каждого элемента. Если мы усложним алгоритм, то мы сможем обойтись вообще без условных инструкций.

Сначала заполним главную диагональ, для чего нам понадобится один цикл:

for (i = 0; i

Затем заполним значением 0 все элементы выше главной диагонали, для чего нам понадобится в каждой из строк с номером i присвоить значение элементам a[i][j] для j = i+1 , . n-1 . Здесь нам понадобятся вложенные циклы:

for (i = 0; i < n; ++i) < for (j = i + 1; j < n; ++j) < a[i][j] = 0; >>

Аналогично присваиваем значение 2 элементам a[i][j] для j = 0 , . i-1 :

for (i = 0; i < n; ++i) < for (j = 0; j < i; ++j) < a[i][j] = 2; >>

Можно также внешние циклы объединить в один и получить еще одно, более компактное решение:

for (i = 0; i < n; ++i) < // Заполняем строку с номером i for (j = 0; j < i; ++j) < a[i][j] = 2; // Сначала пишем 2 ниже диагонали >a[i][j] = 1; // После завершения предыдущего цикла i==j, пишем 1 for (++j; j < n; ++j) // Цикл начинаем с увеличения j на 1 < a[i][j] = 0; // Записываем 0 выше диагонали >>

Многомерные массивы

Если необходимо хранить в массиве величину, зависящую от трёх параметров-индексов, например, a[i][j][k] , то для представления такого массива нужно использовать вектор, элементами которого будут двумерные векторы, то есть

vector > > a;

Их можно рассматривать как “трёхмерные” таблицы, но проще думать о таких массивах, просто как о величине, определяемой тремя параметрами-индексами.

Их тоже можно создавать в одну строку, добавив ещё один уровень вложенности конструкторов. Например, пусть требуется создать массив размера x×y×z, то есть первый индекс будет принимать значения от 0 до x-1, второй индекс от 0 до y-1, третий индекс от 0 до z-1. Можно использовать такое объявление:

vector > > a(x, vector >(y, vector(z)));

Передача двумерных массивов в функцию

Передавать двумерные массивы в функцию всегда лучше по ссылке, т.е. добавляя знак “&” перед идентификатором параметра. Например:

void print(vector > & a)

Это обязательно делать в случае, когда функция должна модифицировать передаваемый массив, если же функция не модифицирует передаваемый массив, всё равно лучше массив передавать по ссылке, так как в этом случае не производится копирование массива (если массив передается по значению, то создается копия массива, что требует дополнительного времени).

Форматирование чисел при выводе

Допустим, мы заполним массив таблицей умножения: a[i][j] = i * j как в примере в начале раздела. Если мы теперь попробуем вывести этот массив на экран, разделяя элементы в строке одним пробелом, то из-за того, что числа имеют различную длину столбцы таблицы окажутся неровными:

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27

Для того, чтобы получить ровные столбцы необходимо, выводить числа так, чтобы одно выводимое число имело ширину, например, ровно в 3 символа, а “лишние” позиции были бы заполнены пробелами. Тогда получится следующая таблица:

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27

Для того, чтобы выводимое число или строка имело ровно заданную ширину, необходимо перед выводом его на экран для потока cout вызвать метод width с параметром 3 . Данный метод устанавливает ширину поля для выводимого значения. Получим следующую программу для вывода:

for(int i = 0; i < n; ++i) < for(int j = 0; j < m; ++j) < cout.width(3); cout cout

Заметим, что мы теперь не выводим пробел после каждого числа, поскольку мы добавили этот пробел к ширине выводимого поля. Функция width действует однократно, только на следующее выводимый в поток значение, поэтому ее нужно вызывать перед каждым выводом числа на экран.

Внимание! Если выводимое число или строка имеет большую длину, чем это было установлено функцией width , то это число или строка будут выведены полностью, а не будет обрезано до указанного значения. То есть предпочтительней вывести результат некрасиво, нежели неверно.

Язык C++

Давайте напишем функцию add_item , которая принимает контейнер vector и добавляет в конец контейнера новый элемент. Мы могли бы начать со следующего кода:

#include #include #include using namespace std; // Здесь есть проблема void add_item(vectorstring> vec)  vec.push_back("New item!"); > int main()  vectorstring> vec; add_item(vec); for (string s : vec)  cout  <s  <'\n'; > return 0; > 

Если мы скомпилируем и запустим эту программу, то обнаружим, что после вызова функции add_item контейнер vec остался пустым. Проблема в том, что мы передали в функцию копию объекта vec . Внутри функции к этой копии был добавлен новый элемент, а после выхода из функции копия была удалена.

Следующий вариант нашей программы уже будет делать то что мы хотим:

// Здесь есть проблема vectorstring> add_item(vectorstring> vec)  vec.push_back("New item!"); return vec; > int main()  vectorstring> vec; vectorstring> vec2 = add_item(vec); for (string s : vec2)  cout  <s  <'\n'; > return 0; > 

Такая реализация, однако, является очень плохой идеей. Мы всего лишь хотели добавить один элемент в вектор, а вместо этого получили копию вектора с добавленным новым элементом. Помимо неверной логики работы, мы получили потенциальную проблему с производительностью: вместо константного времени мы тратим линейное время на добавление элемента в вектор.

Правильное решение нашей задачи в C++ выглядит следующим образом:

void add_item(vectorstring>& vec)  vec.push_back("New item!"); > int main()  vectorstring> vec; add_item(vec); for (string s : vec)  cout  <s  <'\n'; > return 0; > 

Символ амперсанд & позволяет передать в функцию ссылку на параметр. Работа с параметром внутри функции не изменяется, но вместо копии мы имеем дело именно с тем объектом, который был передан в функцию. Таким образом, мы избавились от лишнего копирования и реализовали правильную логику работы программы.

Рассмотрим другой пример. Допустим, мы хотим передать вектор в функцию, которая будет анализировать элементы вектора, но не будет его изменять. Например:

// Здесь есть проблема int count_greetings(vectorstring>& vec)  int counter = 0; for (string s : vec)  if (s == "Hello")  ++counter; > > return counter; > 

Мы уже достаточно грамотные и сразу передали вектор по ссылке, чтобы избежать ненужного копирования. Однако в текущем виде функция count_greetings имеет другую, более тонкую, проблему. Если мы нарушим договоренность и изменим вектор внутри функции count_greetings , то компилятор не увидит в этом проблемы. Проблему будем искать мы, когда поймем, что в каком-то месте нашей программы происходит неправильная манипуляция с вектором.

Хорошим стилем в данном случае является передача параметра по константной ссылке:

int count_greetings(const vectorstring>& vec)  int counter = 0; for (const string& s : vec)  if (s == "Hello")  ++counter; > > return counter; > 

Теперь компилятор не позволит изменить объект vec внутри функции count_greetings . Кроме того, теперь в коде явно выражена мысль о том, что объект передается в функцию только для чтения. Такой код проще читать и понимать логику его работы. Обратите внимание, что мы воспользовались константной ссылкой при определении переменной в цикле for . Здесь мы имеем дело с аналогичной ситуацией: в предыдущей версии в переменную s по очереди копировался каждый элемент вектора. Теперь же мы перебираем в цикле константные ссылки на объекты, не копируя их.

Иногда необходимо изменять элементы вектора в цикле. В таком случае необходимо использовать неконстантную ссылку:

for (string& s : vec)  s.push_back('!'); > 

Передача константной ссылки на объект в функцию, которая не имеет право изменять объект, имеет смысл только в том случае, если копирование объекта является дорогой операцией. В частности, нет никакого смысла в передаче по ссылке объектов int или double . Это наоборот может привести к потере производительности. Если же мы имеем дело со сложным объектом, таким как string или любым контейнером, то передача по константой ссылке является единственным верным решением.

Использование ссылок в C++ не ограничивается передачей параметров в функции, но с этого примера проще всего начать знакомство со ссылками. Ключевое слово const также имеет разнообразные применения в C++. О некоторых из них мы поговорим в дальнейшем.

Резюме

Мы обсудили три способа передачи параметров в функцию:

  • передача копии
  • передача по ссылке
  • передача по константной ссылке

Передавать копию объекта имеет смысл, если копирование стоит дешево, либо когда того требует логика программы. Передача по ссылке используется, если необходимо модифицировать передаваемый объект. Передача по константной ссылке позволяет избежать копирования больших объектов.

Источники

  • isocpp.org/wiki/faq/references
  • Введение
  • Настройка рабочей среды
  • Язык C++
    • Работа с потоками ввода-вывода
    • Строки
    • Контейнеры стандартной библиотеки C++
    • Эффективная передача параметров в функцию
    • Алгоритмы стандартной библиотеки C++
    • Итераторы
    • Библиотеки numeric и random
    • Классы
    • Наследование
    • Динамическое выделение памяти
    • Обобщенное программирование

    Передача двумерного вектора

    Author24 — интернет-сервис помощи студентам

    Заполнение двумерного вектора элементами из другого вектора
    Приветствую. Есть пример заполнения двумерно вектора рандомным набором чисел, а как можно сделать.

    Удаление из двумерного вектора
    Привет всем! у меня такой вопрос. создал двумерный вектор и хочу удалить i строку и i столбец. а.

    Размер двумерного вектора
    имею такое объявление vector<vector<int>> Mat; vector<int> Vec; инициализируем эту структуру.

    Считывание значений двумерного вектора
    ну вот собственно и проблема не массива, а вектора именно #include <vector> using namespace.

    184 / 192 / 48
    Регистрация: 25.08.2011
    Сообщений: 792
    а где он двумерный?
    Регистрация: 20.09.2014
    Сообщений: 310
    ой, не тот вектор скопировал, например,

    vectorvectorint> > vector1(4, vectorint>(4, 0));

    184 / 192 / 48
    Регистрация: 25.08.2011
    Сообщений: 792

    Лучший ответ

    Сообщение было отмечено Андей как решение

    Решение

    ок и в чем проблема?

    1 2 3
    vectorvectorint>> f(. ){. } void f(vectorvectorint>>&v, . ){. }

    Регистрация: 20.09.2014
    Сообщений: 310
    Просто не особо понимаю технологию, когда передаешь одномерный массив пишешь так

    __int64 * tru()

    если двумерный, то так:

    __int64 ** tru()

    Я думал с векторами также. Я просто использую вектор в другой функции и мне надо его передать в другую соотвественно.

    184 / 192 / 48
    Регистрация: 25.08.2011
    Сообщений: 792
    если чесно то я так с векторов не издевался никогда. Второй вариант не работает?
    1755 / 1347 / 1407
    Регистрация: 28.10.2016
    Сообщений: 4,267

    Андей, когда передаёшь одномерный массив int* - может быть. Вектор это другой тип данных и его можно и нужно передавать так как показал 1Вирт1

    Регистрация: 20.09.2014
    Сообщений: 310
    просто не особо понял, как его использовать)
    1212 / 909 / 270
    Регистрация: 25.07.2009
    Сообщений: 4,361
    Записей в блоге: 5

    ЦитатаСообщение от Андей Посмотреть сообщение

    просто не особо понял, как его использовать)

    Не проблема вообще, напиши свой и поймешь как его использовать.

    Задание: написать класс, который
    - переопределяет operator[] для доступа к элементам по индексу
    - операцию добавления элемента в конец массива
    - возможность получить текущий размер

    Вот эти 3 пункта и ты всё сам поймешь.

    Регистрация: 20.09.2014
    Сообщений: 310
    Сколько всего надо сделать), я думал это проще)
    1212 / 909 / 270
    Регистрация: 25.07.2009
    Сообщений: 4,361
    Записей в блоге: 5

    ЦитатаСообщение от Андей Посмотреть сообщение

    передать из функции

    По rvalue. Когда выполнишь задание выше, ты не только начнешь понимать как работает вектор но и базовую концепцию управления памятью за счет "чистки" выделенной памяти деструктором класса. Это делают все контейнеры в STL есть даже классы которые чисто указателями "управляют".

    К примеру, тебе не надо вектор с кучей наворотов, ты хочешь чистый массив, но чтобы память из под него удалилась как только он уйдет из области видимости. Для этого есть std::unique_ptr, std::shared_ptr и не только. Но все они работают по одному принципу - объект следит за тем, чтобы небыло утечек памяти в следствии того что память не возвращается в кучу.

    Ну а вектор просто более "продвинутый" и имеет еще доп методы для работы с "массивом" данных.

    Как передать двумерный массив в функцию без динамического выделения памяти?

    The underlying array is not guaranteed to exist after the lifetime of the original initializer list object has ended. The storage for std::initializer_list is unspecified (i.e. it could be automatic, temporary, or static read-only memory, depending on the situation).

    Начиная с C++14:

    The underlying array is a temporary array of type const T[N], in which each element is copy-initialized (except that narrowing conversions are invalid) from the corresponding element of the original initializer list. The lifetime of the underlying array is the same as any other temporary object, except that initializing an initializer_list object from the array extends the lifetime of the array exactly like binding a reference to a temporary (with the same exceptions, such as for initializing a non-static class member). The underlying array may be allocated in read-only memory.

    Евгений Шатунов, Жаль. Получается, код компиляторозависим.
    Думаю, в следующих редакциях «си с крестами» ужесточат требования к i_l.

    По крайней мере третий вариант ни на каком диком компиляторе не откажет.
    UPD. И второй тоже.

    Евгений Шатунов @MarkusD Куратор тега C++

    Mercury13, второй довольно тяжел в использовании, на деле он плохо поддается рефакторингу. 🙂
    А третий - да, он и правда самый надежный и пригодный для работы. Там только ассертнуться не помешает на случай превышения допустимого размера массива. Или копирование ограничить как-нибудь так:

    std::copy( x.begin(), std::next( x.begin(), std::max( std::size( data ), x.size() ) ), data );

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *