Przed pierwszym użyciem każda tablica musi być zadeklarowana tak jak wszystkie zmienne używane w programie - tablica jest zmienną złożoną. Poniżej podajemy sposoby deklaracji tablicy w wybranych przez nas językach programowania:

Deklarację tablicy umieszczamy w języku C++ na liście deklaracji zmiennych. Składnia jest następująca:

Poniżej podajemy kilka przykładów deklaracji tablic w C++:

  ...
  int    a[3];  // tablica zawierająca 3 elementy typu int
  double x[10]; // tablica przechowująca 10 liczb typu double
  char   c[6];  // tablica przechowująca 6 wartości znakowych
  ...

W języku C++ indeksy tablic rozpoczynają się od 0. Ma to sens, ponieważ nazwa tablicy jest traktowana zawsze jak adres początku obszaru pamięci, w którym tablica przechowuje swoje elementy. Naturalne zatem jest, iż pierwszy element leży właśnie pod adresem tablicy. Stąd jego indeks wynosi 0, czyli nic nie musimy dodawać do adresu początku tablicy, aby uzyskać dostęp do jej pierwszego elementu.

W powyższym przykładzie zadeklarowano trzy tablice a, x  oraz c. Posiadają one elementy o następujących indeksach:

Zwróć uwagę, iż tablica nie posiada elementu o indeksie równym ilości elementów. Zatem jeśli zadeklarujemy np. tablicę:

to jej ostatnim elementem jest Tlk[167], a nie Tlk[168]. Odwołanie się w programie do Tlk[168] jest błędem, którego kompilator zwykle nie zgłosi, zakładając, iż programista wie co robi. Niestety, język C++ nie był tworzony z myślą o początkujących.

Często zdarza się, iż chcemy utworzyć tablicę z zadaną z góry zawartością (np. tablica zawierająca początkowe liczby pierwsze). Postępujemy wtedy w sposób następujący:

Zwróć uwagę, iż nie musimy podawać liczby elementów. Kompilator utworzy tyle elementów, ile podamy dla nich wartości na liście inicjalizacyjnej.  Poniższy przykład tworzy tablicę 10 liczb całkowitych i wypełnia ją kolejnymi liczbami Fibonacciego.

...
int fib[ ] = (0,1,1,2,3,5,8,13,21,33);
...

Zdarza się, iż w trakcie pisania programu nie wiemy, ile dokładnie elementów będzie zawierała używana w tym programie tablica. W takim przypadku problem tworzenia tablicy możemy rozwiązać na dwa sposoby:

1. Utworzyć tablicę o maksymalnej, przewidywanej liczbie elementów. Rozwiązanie nieefektywne ze względu na wykorzystanie pamięci. Jeśli w typowych przypadkach wykorzystujemy małą liczbę elementów tablicy, to i tak musimy rezerwować założoną ilość komórek dla przypadku pesymistycznego, który pojawia się bardzo rzadko, ale jest prawdopodobny.
2. Utworzyć tablicę dynamicznie o tylu komórkach, ile w danej chwili jest nam potrzebne. Po wykorzystaniu, tablicę dynamiczną usuwamy, zwalniając w ten sposób zajmowany przez nią obszar pamięci, który teraz można wykorzystać do innych celów - np. dla nowej tablicy dynamicznej.

W celu utworzenia w języku C++ tablicy dynamicznej, tworzymy zmienną wskaźnikową na typ danych, które mają być przechowywane w tablicy:

Zmienna wskaźnikowa (ang. pointer variable) nie przechowuje danych tylko adres obszaru pamięci komputera, w którym te dane się znajdują. Deklarację zmiennej wskaźnikowej zawsze poprzedzamy znakiem gwiazdki. W poniższym przykładzie tworzymy trzy wskaźniki a, b i c do danych typu double (czyli do obszaru pamięci, w którym będą przechowywane liczby zmiennoprzecinkowe o podwójnej precyzji):

Pamięć rezerwujemy operatorem new i adres zarezerwowanego obszaru umieszczamy w zmiennej wskaźnikowej:

Poniższy przykład tworzy trzy tablice dynamiczne, w których będzie można przechowywać odpowiednio 10, 100 i 1000 elementów typu double:

...
a = new double[10];    // elementy od a[0] do a[9]
b = new double[100];   // elementy od b[0] do b[99]
c = new double[1000];  // elementy od c[0] do c[999]
...

Po tej operacji do elementów tablic a, b  i c  odwołujemy się w zwykły sposób za pomocą indeksów. Istnieje również alternatywna metoda, wykorzystująca fakt, iż zmienne a, b  i c  są wskaźnikami. W języku C++ dodanie do wskaźnika liczby całkowitej powoduje obliczenie adresu elementu o indeksie równym dodawanej liczbie. Zatem wynik takiej operacji jest również wskaźnikiem:

a[2] = 10.54;
cout << a[2] << endl;

* (a + 2) = 10.54;
cout << * (a + 2) << endl;

W rzeczywistości zapis a[i] kompilator i tak przekształca sobie na zapis * (a  + i). Forma tablicowa jest tylko uproszczeniem zapisu wskaźnikowego.

Tablice dynamiczne nie są automatycznie usuwane z pamięci, jeśli utworzono je w funkcji. Dlatego po zakończeniu korzystania z tablicy program powinien zwolnić zajmowaną przez tablicę pamięć. Dokonujemy tego poleceniem delete w sposób następujący:

delete [ ] nazwa_tablicy_dynamicznej;

W poniższym przykładzie zwalniamy pamięć zarezerwowaną wcześniej na elementy tablic b i c.

...
delete [ ] b;  // usuwamy obszar wskazywany przez b
delete [ ] c;  // usuwamy obszar wskazywany przez c
...

Należy również wspomnieć, iż Code::Blocks dopuszcza konstrukcję:

co pozwala na tworzenie statycznych tablic o liczbie elementów podanej w zmiennej. Na przykład poniższa konstrukcja programowa tworzy statyczną tablicę a  o liczbie elementów odczytanej ze strumienia wejściowego konsoli znakowej:

...
int n;
cin >> n;
double a[n];
...

Jednakże nie jest to zbyt standardowe rozwiązanie i może nie być przenośne na inne kompilatory C++, dlatego odradzam używania go - lepiej zastosować tablicę dynamiczną.

Dane dla programu zwykle muszą być odczytywane ze zewnętrznego źródła - konsoli lub pliku. W takim przypadku nie wiemy z góry (tzn. w trakcie pisania programu) ile ich będzie. Narzucającym się rozwiązaniem jest zastosowanie tablic dynamicznych. Ze źródła danych odczytujemy rozmiar tablicy, tworzymy tablicę dynamiczną o odpowiednim rozmiarze, a następnie wczytujemy do jej komórek poszczególne dane.

Poniżej podajemy sposoby odczytu zawartości tablicy z konsoli. Sposób ten jest bardzo ogólny. Wykorzystanie standardowego wejścia jako źródła danych daje nam kilka możliwości wprowadzania danych:

1. Dane podajemy bezpośrednio z klawiatury. Sposób skuteczny i prosty dla niedużego zbioru danych. Jednakże przy większej ich liczbie staje się bardzo uciążliwy.
2. Skopiowanie danych poprzez schowek. Procedura postępowania jest następująca:
   
   - tworzymy w notatniku Windows (aplikacja zawsze pod ręką) odpowiedni zbiór danych
   - zbiór kopiujemy do schowka (zaznaczamy całość Ctrl-A i naciskamy Ctrl-C)
   - uruchamiamy program
   - klikamy prawym przyciskiem myszki w pasek tytułowy okna konsoli
   - z menu kontekstowego wybieramy polecenie Edytuj → Wklej
   - gotowe
   
   
3. Przekierowanie standardowego wejścia z konsoli na plik na dysku. W tym przypadku program będzie pobierał dane z pliku, a nie z klawiatury. Aby to uzyskać uruchamiamy program w oknie konsoli następująco:
   
   nazwa_programu  < nazwa_pliku_wejściowego
   

   Na przykład nasz program nazywa się szukaj.exe, a plik nosi nazwę dane.txt. Odpowiednie polecenie odczytu danych z pliku przez nasz program wygląda następująco:
   

   szukaj < dane.txt
   

   To rozwiązanie umożliwia również zapis danych wynikowych nie na ekran konsoli, lecz do pliku na dysku. W tym celu wystarczy wydać polecenie:
   

   nazwa_programu > nazwa_pliku_wynikowego

   
   Wejście i wyjście można przekierować w jednym poleceniu. Np. nasz program szukaj może odczytać dane wejściowe z pliku dane.txt, a wyniki swojej pracy umieścić w pliku wyniki.txt. W tym celu wydajemy takie oto polecenie:
   

   szukaj < dane.txt > wyniki.txt

   
   Jeśli często korzystasz z takich opcji uruchamiania programu, to zamiast wpisywać polecenie z klawiatury, można stworzyć sobie prosty plik wsadowy (ang. batch file), w którym umieszczamy niezbędne polecenia. Plikowi można nadać prostą nazwę, np. !.cmd. Wtedy w celu uruchomienia zawartych w nim poleceń wystarczy wpisać !. Oczywiście plik wsadowy należy umieścić w katalogu projektowym, ale to chyba już wiesz. Poniżej podaję przykładową zawartość takiego pliku wsadowego:
   

   @echo off
   cls
   echo DANE WEJSCIOWE:
   echo.
   type dane.txt
   echo.
   prg < dane.txt > wyniki.txt
   echo WYNIKI:
   echo.
   type wyniki.txt
   echo.
   

Program

// Odczyt danych
// Data:   25.04.2008
// (C)2012 mgr Jerzy Wałaszek
//---------------------------

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
  int * T,n,i;

  cin >> n;
  
  T = new int[n];
  
  for(i = 0; i < n; i++) cin >> T[i];

  cout << endl;

  for(i = 0; i < n; i++) cout << T[i] << " ";

  cout << endl << endl;

  delete [] T;

  return 0;
}

Zdarza się, że algorytm musi wstępnie wypełnić tablicę określoną zawartością. Operację taką przeprowadza się w pętli iteracyjnej, której zmienna licznikowa przebiega przez wszystkie kolejne indeksy elementów. Następnie wykorzystuje się zmienną licznikową jako indeks elementu tablicy, w którym umieszczamy określoną zawartość.

W poniższych przykładach zakładamy, iż w programie zadeklarowano tablicę T o 100 elementach typu integer. Indeksy elementów tablicy T są w zakresie od 0 do 99.

Wypełnianie stałą zawartością x

...
for(i = 0; i < 100; i++) T[i] = x;
...

Wypełnianie liczbami parzystymi począwszy od 2

...
for(i = 0; i < 100; i++)
  T[i] = (i + 1) << 1;
...

Wypełnianie liczbami nieparzystymi począwszy od 1

...
for(i = 0; i < 100; i++)
  T[i] = 1 + (i << 1);
...

Wypełnianie liczbami pseudolosowymi z przedziału <a,b>

#include <cstdlib>
#include <time.h>

...
srand((unsigned)time(NULL));
...
for(i = 0; i < 100; i++)
  T[i] = a + rand() % (b - a + 1);
...

Aby użyć klasy vector w programie , należy dołączyć plik nagłówkowy:

Tablicę typu vector możemy w programie utworzyć na kilka różnych sposobów. Oto trzy z nich:

Dostęp do elementów tablicy odbywa się na dwa sposoby za pomocą indeksu:

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
  vector<int> T(10,5);  // tworzymy tablicę 10 liczb całkowitych
  int i;

  for(i = 0; i < 10; i++) cout << T[i] << endl;

  return 0;
}


#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
  vector<int> T(10,5);  // tworzymy tablicę 10 liczb całkowitych
  int i;

  for(i = 0; i < 10; i++) cout << T[i] << endl;

  return 0;
}

Różnica pomiędzy T[i] a T.at(i) jest taka, iż funkcja składowa at() sprawdza, czy element o indeksie i  leży wewnątrz tablicy. Jeśli nie, to zostaje zgłoszony wyjątek.

Dane w tablicy możemy umieszczać na kilka sposobów:

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
  vector<int> T(10,5);  // tworzymy tablicę 10 liczb całkowitych
  unsigned int i;

  T[5]    = 25;
  T.at(6) = 315;
  T.push_back(1999);

  for(i = 0; i < T.size(); i++) cout << T.at(i) << endl;

  return 0;
}

T[indeks] = wartość;    komórka o podanym indeksie przyjmuje nową wartość. Indeks nie jest sprawdzany.

T.at(indeks) = wartość; jak wyżej, jednakże indeks jest sprawdzany, czy wskazuje komórkę w tablicy. Jeśli nie, powstanie wyjątek.

T.push_back(wartość);   na końcu tablicy zostaje dopisany nowy element o podanej wartości. Liczba komórek w tablicy zostaje zwiększona.

Ponieważ rozmiar tablicy T może się dynamicznie zmieniać, to aktualną liczbę komórek poda nam funkcja składowa T.size().

Kolejny przykład pokazuje, jak można stworzyć prosty stos:

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
  vector<int> T;  // tworzymy pustą tablicę
  int i;

  for(i = 1; i < 16; i++) T.push_back(i);

  while(!T.empty())
  {
     cout << T.back() << endl;
     T.pop_back();
  }

  return 0;
}

W pętli dopisujemy do końca tablicy kolejne liczby naturalne od 1 do 15. W drugiej pętli sprawdzamy za pomocą funkcji składowej T.empty(), czy tablica jest pusta. Jeśli nie, to to wyświetlamy w oknie konsoli ostatni element - funkcja składowa T.back(), a następnie element ten usuwamy z tablicy za pomocą funkcji składowej T.pop_back().

Z biblioteką STL wiąże się pojęcie iteratora. Iterator jest klasą wskaźnika, który wskazuje elementy np. tablicy. Zmienną typu iterator dla tablic vector tworzymy następująco:

Do obsługi iteratorów w klasie vector mamy dwie funkcje składowe:

Poniższy przykład pokazuje wykorzystanie iteratorów do przeglądania tablicy.

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
  vector<int> T;            // tworzymy pustą tablicę
  vector<int>::iterator it; // tworzymy iterator
  int i;

  for(i = 1; i < 10; i++) T.push_back(i*i); // wypełniamy tablicę

  for(it = T.begin(); it != T.end(); it++)  // przeglądamy tablicę
    cout << *it << endl;                    // *it jest elementem tablicy

  return 0;
}

Iteratory wykorzystuje się w operacjach usuwania elementów z tablicy.

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
  vector<int> T;            // tworzymy pustą tablicę
  vector<int>::iterator it; // tworzymy iterator
  unsigned int i;

  for(i = 0; i < 10; i++) T.push_back(i*10); // wypełniamy tablicę liczbami

  it = T.begin();     // ustawiamy iterator na pierwszy element tablicy
  T.erase(it+5);      // usuwamy z tablicy element o indeksie 5
  for(i = 0; i < T.size(); i++) cout << T[i] << endl;

  return 0;
}

Drugi przykład pokazuje sposób usuwania ciągu kolejnych elementów:

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
  vector<int> T;            // tworzymy pustą tablicę
  vector<int>::iterator it; // tworzymy iterator
  unsigned int i;

  for(i = 0; i < 10; i++) T.push_back(i*10); // wypełniamy tablicę liczbami

  it = T.begin();     // ustawiamy iterator na pierwszy element tablicy
  T.erase(it+2,it+5); // usuwamy z tablicy elementy o indeksach od 2 do 4
  for(i = 0; i < T.size(); i++) cout << T[i] << endl;

  return 0;
}

Iteratory można również wykorzystywać do wstawiania nowych elementów do tablicy. Wstawianie polega na tym, iż elementy tablicy od pozycji iteratora zostają przesunięte w górę, a w powstałe w ten sposób miejsce jest wstawiany nowy element.

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
  vector<int> T;            // tworzymy pustą tablicę
  vector<int>::iterator it; // tworzymy iterator
  unsigned int i;

  for(i = 0; i < 10; i++) T.push_back(i); // wypełniamy tablicę liczbami

  it = T.begin()+5;      // ustawiamy iterator na element o indeksie 5
  it = T.insert(it,100); // do tablicy wstawiamy 100
  for(i = 0; i < T.size(); i++) cout << T[i] << endl;

  return 0;
}

Zwróć uwagę na instrukcję:

W naszym programie nie ma znaczenia, co się stanie dalej z iteratorem it, ponieważ po wstawieniu nowego elementu już z niego nie korzystamy. Funkcja składowa insert() w przypadku wstawiania jednego elementu zwraca iterator do pozycji, na której ten element został wstawiony. Jest to bardzo istotne, gdy chcesz dalej korzystać z iteratora, np. do wstawiania kolejnych elementów, ponieważ adres tablicy może ulec zmianie w pamięci. Wstawienie elementu powoduje wzrost obszaru pamięci zajmowanego przez tablicę. Jeśli przekroczy on zarezerwowaną wartość, to zostaje utworzony nowy, większy obszar i cała zawartość tablicy jest kopiowana do tego nowego obszaru. Stary obszar jest zwracany do puli systemowej. Powoduje to zmianę adresów wszystkich komórek tablicy i unieważnienie twojego iteratora - przestaje on wskazywać cokolwiek. Jeśli jednak odświeżymy jego zawartość wynikiem zwracanym przez insert(), to iterator pozostanie aktualny nawet po zmianie adresu tablicy. Pamiętaj o tym, aby uniknąć w przyszłości niespodzianek!

Kolejny przykład pokazuje wstawianie do tablicy wielu komórek o zadanej wartości. W tym przypadku iterator staje się nieaktualny i należy go bezwzględnie odświeżyć za pomocą funkcji składowej begin() - insert() dla wielu wstawień nic nie zwraca!

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
  vector<int> T;            // tworzymy pustą tablicę
  vector<int>::iterator it; // tworzymy iterator
  unsigned int i;

  for(i = 0; i < 10; i++) T.push_back(i); // wypełniamy tablicę liczbami

  it = T.begin()+5;   // ustawiamy iterator na element o indeksie 5
  T.insert(it,5,100); // do tablicy wstawiamy 5 wartości 100
  for(it = T.begin(); it != T.end(); it++) cout << *it << endl;

  return 0;
}

Podsumowanie