尝试理解C++数组初始化

Question

尝试理解C++数组初始化

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我正在使用C++构建一个数组，然后将其传递到Python（类似于：在C++中嵌入Python / Numpy）。我对C++不太熟悉，对代码的一些细节感到困惑。我希望能够理解这段代码的工作原理，因为我需要对其进行更改。所以我的问题是：这种初始化数组的方法是什么？

const int SIZE{ 10 };
double(*c_arr)[SIZE]{ new double[SIZE][SIZE] };

记录一下，我通过调用以下代码使其成为一个矩形数组：

const int numberRows = 5000;
const int numberColumns = 500;
double(*c_arr)[numberColumns]{ new double[numberRows][numberColumns] };

我填充数组：

// fill the array from a file
std::string line;
int row = 0;
int column = 0;
while (std::getline(dataFile, line)) {
    std::stringstream lineStream(line);
    std::string cell;
    while (std::getline(lineStream, cell, '\t')) {
        c_arr[row][column] = std::stod(cell);
        column++;
    }
    row++;
    column = 0;
    if (row == numberRows) {
        break;
    }
}

我仍然不理解 double(*c_arr) 是什么意思。每当我尝试用不同的方式来初始化这个数组时，都会出现错误。例如：double *c_arr[numberRows][numberColumns]; 当我尝试填充数组 c_arr[row][column] = std::stod(cell); 时，就会出现错误。如果我将初始化更改为：double c_arr[numberRows][numberColumns]; ，那么在运行时就会出现分段错误。我最终想要实现一个返回指向数组的指针的函数；像这样：

double *load_data(int rows, int columns) {
    double(*c_arr)[columns]{ new double[rows][columns] };
    //fill array here
    return (c_arr)
}

当我构造这样一个函数时，在第二次出现columns变量时出现错误：expression must have a constant value -- the value of parameter "columns" cannot be used as a constant。我不太清楚如何解决这个问题，但我希望如果我能理解数组初始化，我就能正确地构造load_data函数。

- CopyOfA

指向数组的指针（int (*p)[5]）与指针数组（int *p[5]）是不同的。我认为这是你困惑的根源。 - chi

啊，那样就有点意思了。所以，括号围绕指针意味着指针指向对象？类似这样...？ - CopyOfA

这是变量的声明语法。在复杂情况下，它非常棘手，因为我们在名称（p）之前写了一些东西，在名称之后写了一些东西，而且顺序并不容易理解。有些情况下需要使用括号来强制所需的类型，就像我上面做的示例一样。int (*p)[5] 表示 p 是一个指向 5 个整数数组的指针。而 int *p[5] 则被解析为 int *(p[5])，表示一个包含 5 个指向整数的指针的数组。 - chi

2个回答

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what is this method of initializing an array?
const int SIZE{ 10 };
double(*c_arr)[SIZE]{ new double[SIZE][SIZE] };

c_arr是一个指向double[SIZE]的指针，即指向双精度浮点数数组的指针。

new double[SIZE][SIZE]分配了一个默认初始化的double[SIZE]的动态数组。结果是第一个元素的指针。该指针用于初始化c_arr。

- eerorika

谢谢！更多问题：当我初始化一个矩形数组时，我会初始化double(*c_arr)[numberColumns]{ new double[numberRows][numberColumns] }。为什么我要声明numberColumns是动态数组的大小？另外，为什么我不能将数组指针初始化为double *c_arr[numberRows][numberColumns]？ - CopyOfA

@CopyOfA 这不是你所做的。动态数组的大小是 numberRows。您可以初始化指针数组。 - eerorika

我有点困惑。我以为数组的大小是numberColumns，因为这是第一个调用(double(*c_arr)[numberColumns])。 - CopyOfA

@CopyOfA 动态数组的大小为 numberRows。动态数组的元素是大小为 numberColumns 的数组。c_arr 指向第一个元素。 - eerorika

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可以查看英文原文，
原文链接

- Jason · Accepted Answer

double(*c_arr)[SIZE]{ new double[SIZE][SIZE] };

上述内容可以理解为：

c_arr是一个大小为SIZE的数组的指针。接下来，new double[SIZE][SIZE]创建了一个二维数组，并返回其第一个元素（也是一个double类型的数组）的指针。然后，指针c_arr被初始化为上一步从new double[SIZE][SIZE]返回的指针。

现在让我们看看：

double *c_arr[numberRows][numberColumns];

在这种情况下，c_arr 是一个指向双精度浮点数的二维指针数组。因此，您不能使用单个指针初始化这个二维指针数组，例如：

 double d=15; 
 double *c_arr[5][6]=&d ;//incorrect

接下来要谈及您的错误：

当我构建这样一个函数时，第二次出现columns变量时会出现一个错误：表达式必须是一个常量值——参数"columns"的值不能被用作常量。

这是因为，在C++中，数组的大小必须是一个编译时常量(常量表达式)。例如，

int n = 10;
double arr[n]; //incorrect

正确的方式应该是：

const int n = 10;
double arr[n];//correct

因此，在您的代码中，名为columns的变量不是常量表达式，这就是您出现上述错误的原因。

要正确返回数组指针，您可以修改load_data函数以如下方式：

auto load_data(int rows, int columns) -> double (*)[5]{

    double(*c_arr)[5]{ new double[4][5] };
    
    //fill array here
    return c_arr;
}

在上述修改的load_data中，您可以使用其他常量表达式，而不是使用数字4和5。