试图理解数组 C++ 的初始化

Question

我正在使用 C++ 构建一个数组，然后将其传递给 Python（类似于：Embed python / numpy in C++）。我是 C++ 新手，我对代码的一些细节感到困惑。我希望我能理解这段代码是如何工作的，因为我需要改变它。所以我的问题是：这个初始化数组的方法是什么？

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

为了记录，我已经能够通过调用将它变成一个矩形数组：

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;
    }
}

我还是不明白double(*c_arr) 是什么意思。每当我尝试以不同方式初始化此数组时，都会出现错误。例如：double *c_arr[numberRows][numberColumns]; 在我尝试填充数组 c_arr[row][column] = std::stod(cell); 时引发错误。如果我将初始化更改为：double c_arr[numberRows][numberColumns];，那么运行时会出现分段错误。我最终想要实现的是一个返回指向数组的指针的函数；类似：

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columns 变量第二次出现时出现错误：expression must have a constant value -- the value of parameter "columns" cannot be used as a constant。我真的不知道该怎么做，但我希望如果我能理解数组初始化，我将能够正确构造load_data 函数。

Answer 1

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

以上是/可以读作：

c_arr 是一个指向大小为SIZE 的数组的指针。接下来，new double[SIZE][SIZE] 创建一个二维数组，并返回一个指向其第一个元素的指针（也是一个双精度数组）。接下来，用new double[SIZE][SIZE]的最后一步返回的指针初始化指针c_arr；

现在让我们来看看：

double *c_arr[numberRows][numberColumns];

在这种情况下，c_arr 是一个指向 double 的二维指针数组。所以你不能用一个指针初始化这个二维指针数组，比如：

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

现在来看看你的错误：

当我构造这样一个函数时，第二次出现columns变量时出现错误：表达式必须有一个常量值——参数“columns”的值不能用作常量

这是因为，在 C++ 中，数组的大小必须是编译时间常数(constant expression)。比如，

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

正确的方法是：

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，这就是您收到上述错误的原因。

要正确返回指向数组的指针，您可以将 load_data 函数修改为如下所示：

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

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

在上面对load_data的修改中，可以使用其他常量表达式来代替数字4和5。

Answer 2

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] };

c_arr 是指向 double[SIZE] 的指针，即指向双精度数组的指针。

new double[SIZE][SIZE] 分配一个默认的初始化动态数组double[SIZE]。结果是指向第一个元素的指针。该指针用于初始化c_arr。