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C++で動的に確保した2次元配列を引数とする関数を定義する方法

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http://blog.northcol.org/2012/01/14/mdarray/
を参考にして、動的に2次元配列を確保する方法を知りました。
しかし、この2次元配列を関数の引数とする方法がわかりません。
どうにかして、**uを関数に渡して、関数内でu[i][j]のように参照する方法が
ないでしょうか。
または、u[i][j]のように参照できない場合、u[i][j]へどのように参照すれば良いでしょうか。

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  • episteme

    2019/05/04 09:35

    C++なんだから**を引数云々と考えるより class matrix 定義した方が幸せになれそう。

    キャンセル

回答 3

+2

(C++ならvector使えの声はあるような気もしますが)
参照先の解説が間違っている、と言ってもいいんじゃないかしら。
C/C++において、多次元配列というのは配列の要素が配列であるものです。

二次元配列
int a[M][N];
とは、(intがN要素の配列)がM個集まっている配列。メモリ上には
a[0][0],a[0][1],...,a[0][N-2],a[0][N-1],a[1][0],...,a[1][N-1],...,a[M-1][0],...,a[M-1][N-1]
のようにデータが並びます。

一方、
int * *u; //*の連続がマークダウン記法の太文字になってしまうので敢えて離して書きます
は、int型のポインタへのポインタ(ダブルポインタ)、です。決して「二次元配列」ではありません。参照先でも二次元配列(へのポインタ)を代入しようとしてエラーになった、と書いていますね。違う型なのだから当然。ただし、二次元配列ではないけれどこれで「二次元のデータ構造」を保持することは出来ます。
ポインタ[0],ポインタ[1],...,ポインタ[M-1]
のポインタ[0]へのポインタをuに代入します。
ポインタ[m]には、int型のデータの並び(つまり配列)の先頭要素をそれぞれ代入します。
(ポインタ[0]が指しているアドレス) データ0[0],データ0[1],...,データ0[N-1]
(ポインタ[1]が指しているアドレス) データ1[0],データ1[1],...,データ1[N-1]
...
(ポインタ[M-1]が指しているアドレス) データM-1[0],データM-1[1],...,データM-1[N-1]
ポインタ[0]はu[0]と記述出来ます。なので、データ0[0]はu[0][0]と記述出来ます。u[m][n]と記述すれば、それでデータm[n]にアクセスできるわけで、つまり二次元のデータ構造を扱えているわけです。
一見して二次元配列と記法も変わらないのですがしかし、データ0[N-1]とデータ1[0]は「無関係」ですから、(たまたま連続することは無いとは言えませんし、意図して並べることも出来ますが)連続した配置ではありません。
つまり、
int * *u;
によって示されるデータと、二次元配列で確保されたデータは、明らかに違う保存のされ方をしている=別物、です。
他にも、sizeof(a[0])とsizeof(u[0])とを比べてみれば「違うものである」ことが見えるでしょう。

では、あなたが関数に引数として渡したいのどちらの構造でしょうか?

とりあえず、参照先同様ダブルポインタだとすると...
別に悩む必要はないのではないでしょうか。

#include <iostream>

const int M = 3;
const int N = 2;
void func(double **u)
{
    for (int i = 0; i < M; i++){
        for (int j = 0; j < N;j++){
            std::cout << u[i][j] << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
}

int main(void)
{
    double **u;
    u = new double*[M];
    for (int i = 0; i < M;i++){
        u[i] = new double[N];
        for (int j = 0; j < N;j++){
            u[i][j] = i + j/100.;
        }
    }
    func(u);
    return 0;
}

画像処理などで(本当の)二次元配列のデータを関数に渡したい、などとなると話は違ってきますけど。

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+1

こんにちは。

賛否両論あると思いますが、実用的にはstd::vectorを派生するとお手軽です。

#include <iostream>
#include <vector>

class Double2D : public std::vector<std::vector<double>>
{
    typedef std::vector<std::vector<double>> Base;
public:
    Double2D(size_t iHeight, size_t iWidth) : Base(iHeight, std::vector<double>(iWidth , 0.0))
    {
       for (size_t i=0; i < iHeight; ++i)
        {
            for (size_t j=0; j < iWidth ; ++j)
            {
                (*this)[i][j]= i+j/100.0;
            }
        }
    }
};

int main()
{
    Double2D    array(10, 3);
    for (size_t i=0; i < array.size(); ++i)
    {
        for (size_t j=0; j < array[i].size(); ++j)
        {
            std::cout << array[i][j] << " ";
        }
        std::cout << "\n";
    }

    // 範囲ベースforも使えます
    std::cout << "\nRange-based for\n";
    for (auto& line : array)
    {
        for (double& elem : line)
        {
            std::cout << elem << " ";
        }
        std::cout << "\n";
    }
}


wandbox

超注意事項としては、Double2Dやその派生クラスに非staticなメンバ変数を定義してはいけないことです。
なぜなら、上述のBaseクラスへのポインタや参照経由でデストラクトされた時、Double2Dやその派生クラスのデストラクタが呼ばれません。メモリ・リークやデストラクタが呼ばれないことによる不都合が発生するからです。
お手軽なのですが要注意なので実は微妙なテクニックです。

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0

こんなん?

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <random>
#include <vector>

const int row = 3;
const int col = 4;

void print(int** u) {
  for ( int i = 0; i < row; ++i ) {
    for ( int j = 0; j < col; ++j ) {
      std::cout << u[i][j] << ' ';
    }
    std::cout << std::endl;
  }
}

int main() {
  int* data = new int[row*col];
  int** u = new int*[col];
  for ( int i = 0; i < col; ++i ) {
    u[i] = data + row*i;
  }
  for ( int i = 0; i < row*col; ++i ) {
    data[i] = i+10;
  }
  print(u);
  delete[] u;
  delete[] data;
}

/* 実行結果
10 11 12 13
13 14 15 16
16 17 18 19
*/

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