メンバ変数にて配列の要素数が2以上で確保できない

Question

演習課題を行う過程で、配列データを渡しソートして返すという処理を行うことになりました。
しかし、メンバの配列が要素数1になってしまいます。
以下にコンストラクタを利用してメンバに配列変数を確保するサンプルを作ってみました。
メンバ変数の方の配列の要素数が1になります。

関数側でも配列を確保したいのですが、どのように正せばいいのでしょうか。

//main.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
#define arraySizeof(array) sizeof(array)/sizeof(array[0])

class TestArray {
public:
	int *data;
	TestArray(int n) { data = new int[n]; }
	~TestArray() { delete(data); }
};

int main() {
	int a[256];
	cout << "Array Size = " << arraySizeof(a) << endl;

	TestArray instance(100);
	cout << "Array Size = " << arraySizeof(instance.data) << endl;

	getchar();
	return 0;
}

試したこと

このサンプルの形を取る前は、関数メンバに引数で「ソート対象の配列ポインタ」を直接渡すように設計していました。
void sort(int* data)のように配列データを直接渡す方法です。
このときも関数側では要素数が1になり、しかしmain()内に戻ってくると要素数は宣言した数通りに戻っています。
関数内と呼び出し元main()内で、ポインターをcoutで表示させてみましたが、一致してしまいました。
nullptrや他の値にはなっていません。

先生の指摘により、メンバとコンストラクタを利用した形に書き換えてみましたが、状況は変わりませんでした。

補足情報

VS2015 , C++ , win32コンソールアプリ

Answer 1

ポインタは、型とアドレスのみを保持し
指しているアドレスがどれだけの領域を確保しているかという情報を持ちません。

class TestArray {
public:
    int *data;
    const int size;
    TestArray(int n) : size(n) {
        data = new int[n];
    }
    ~TestArray() { delete[] data; }
};

このようなものを作ることになりますが、既成品としてstd::vectorがありますので
そちらを用いるのが便利です。

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
#define arraySizeof(array) sizeof(array)/sizeof(array[0])

int main() {
    int a[256];
    cout << "Array Size = " << arraySizeof(a) << endl;

    vector<int> instance(1000);
    cout << "Array Size = " << instance.size() << endl;

    getchar();
    return 0;
}

---

#define arraySizeof(array) sizeof(array)/sizeof(array[0])
VS2015ならばstd::sizeが使えますので
そちらを使うとよいでしょう。

int main() {
    int a[256];
    cout << "Array Size = " << size(a) << endl;

    vector<int> instance(1000);
    cout << "Array Size = " << size(instance) << endl;

    getchar();
    return 0;
}

Comments

[Sado]

回答ありがとうございます。
サンプルも示していただいて、本当に助かります。
vectorの存在自体は知っていたのですが、生配列と比べて遅いと言われる点と、演習で「配列」を使用するという条件がありましたので、vector無しでどうにかできないものかと悩んでいました。

ポインタの理解が足らず、int a[N]した配列aの感覚で、ポインタのaが利用できるものとばかり誤解していたのが今回のミスの大元だったみたいです。
sizeofによる「ポインタ」を利用した計算が、失敗だったわけですね......。

[asm]

> 生配列と比べて遅い
理想的なコンパイラを考えた場合、使い方を間違えない限り配列との速度差はありません。
アライメントが保証できますしポインタよりも高速になる可能性すらありえます。
(現実には、ベクトル演算がstd::venctorだとサポートされてなかったりしますが・・・
コンパイラの発展に期待ですね)

Answer 2

要素数の計算方法を間違えているだけです。
sizeofでポインタ自体のサイズを取得してしまっています。

#include <iostream>

int main(void) {
    int arr1[10];
    int *p_arr1 = arr1;

    int *p_arr2 = new int[10];
    
    std::printf(
        "  arr1: %2ld\n"
        "p_arr1: %2ld\n"
        "p_arr2: %2ld\n", sizeof(arr1), sizeof(p_arr1), sizeof(p_arr2)
    );
    
    delete[] p_arr2;
}

実行結果 Wandbox

  arr1: 40
p_arr1:  8
p_arr2:  8

また new int[] で取得した領域は delete[] で解放してあげる必要があります。

---

配列の先頭ポインタから配列要素数を一般に計算する方法はありません。
C++ならば生配列ではなくstd::vectorを使えば良いでしょう。

void sort(int* data)のように配列データを直接渡す方法です。

このときも関数側では要素数が1になり、しかしmain()内に戻ってくると要素数は宣言した数通りに戻っています。

渡っているのは配列自体ではなく、配列の先頭アドレスだからです。
どうしても生配列を扱いたいのなら、要素数を併せて渡してやるのが定石です。

Comments

[Sado]

回答ありがとうございます。
ポインタの理解が足りませんでした。

int a[N]で宣言したaと,ポインタのaを全く同一視してしまったことが間違いだったわけですね......。

[Sado]

sizeofでうまく要素数が計算できない事について、納得しました。