Sách C/Mảng

Các mảng

Khai báo mảng tĩnh

Trong C, mảng được dùng để biểu thị một cấu trúc của một dãy nhiều giá trị có cùng một kiểu được xếp thứ tự. Một mảng gọi là tĩnh nếu độ dài của dãy mảng này cố định. Sự khai báo của mảng tĩnh có cú pháp sau:

int array[n];

trong đó, tên của mảng là array sẽ có thể chứa được n giá trị của kiểu cơ bản int. Trong thực hành, phần bộ nhớ cho n giá trị nguyên này được để dành riêng và được gán cho mảng này (mặc dù giá trị của các phần tử trong mảng chưa được xác định). Biến array thực chất là một kiểu tham chiếu của kiểu nguyên; nó khởi thủy sẽ chỉ tới địa chỉ của giá trị đầu tiên trong mảng.

Truy cập các phần tử

Các giá trị của một mảng được gọi là các phần tử trong mảng.

• Một cách để truy cập đến các phần tử này là dùng đến cặp kí tự ngoặc vuông dạng [k]. Trong đó k là chỉ số (hay vị trí thứ tự đếm từ 0). Như vậy, phần tử thứ k trong mảng array sẽ có cú pháp

array[k]

Giá trị trả về của array[k] chính là giá trị mà nó chứa ở vị trí k. Thoạt nhìn thì cú pháp của việc truy cập này trông giống như cú pháp khi mảng array được khai báo nhưng về chức năng thì hoàn toàn khác nhau.

Chỉ số bắt đầu của một mảng là 0. Như vậy, chỉ số lớn nhất của một mảng bằng tổng số các phần tử trong mảng trừ đi 1. Thí dụ mảng A có 10 phần tử thì giá trị của phần tử đầu tiên của A là A[0] và của phần tử cuối dùng là A[9].

• Một cách truy cập khác là dùng con trỏ số học để tham chiếu đến giá trị của các phần tử trong mảng.

Bảng sau đây sẽ minh họa cách dùng của cả hai phương pháp:

Array Chỉ số và con trỏ số học

Phần tử vị trí	0	1	2	n
Kiểu dùng cơ bản	array[0]	array[1]	array[2]	array[n]
Dùng con trỏ	*array	*(array + 1)	*(array + 2)	*(array + n)

Các mảng động

C không cung cấp phương tiện để kiểm tra biên cho các mảng. Nghĩa là nó không thể bắt được các lỗi khi gán cho một mảng chỉ số âm hay chỉ số vượt quá độ đài của mảng đó. Và hơn thế nữa các chỉ số trong một mảng có thể vượt khỏi độ dài sẵn có của mảng đó.

Vì các mảng là thuần nhất, tức là nó chỉ chứa các dữ liệu có chung một kiểu nên hai thành phần thông tin cần nhớ là địa chỉ của phần tử đầu tiên và kiểu của dữ liệu.

Nhắc lại về cú pháp để khai báo một mảng tĩnh, tức là tạo ra một biến tham chiếu nguyên và cấp phát một vùng nhớ tương ứng cho nó:

int array[n];

Cách biểu hiện này có thể được tái lập với sự giúp đỡ của thư viện chuẩn C. Hàm calloc cung cấp một cách đơn giản để cấp phát một vùng nhớ. Hai tham số dùng đến sẽ là số lượng các phần tử và kích cỡ (độ lớn) của mỗi phần tử. Khi việc cấp phát bộ nhớ hoàn thành, calloc trả về một con trỏ chỉ tới phần tử đầu tiên và gán cho mọi phần tử giá trị khởi động là 0. Nếu sự cấp phát vùng nhớ không thành công (vì bộ nhớ không đủ chỗ trống hạn) thì calloc trả về con trỏ rỗng. Thí dụ: đoạn mã sau đây có chức năng tương đương với việc khai báo một mảng tĩnh của n phần tử có kiểu int:

int *array;
array = calloc(n, sizeof(int));

Tuy nhiên, điểm vượt trội của cách khai báo này là việc sử dụng cấp phát vùng nhớ động . Kích cỡ của mảng (tức là lượng không gian nhớ được cấp phát một cách an toàn cho mảng) lại có thể được thay đổi sau khi đã khai báo.

Một khi việc cấp phát vùng nhớ động không còn cần thiết nữa thì phần bộ nhớ đó nên được trả về cho hệ điều hành. Thao tác này có thể tiến hành bằng hàm free. Nó cần một tham số: tên của con trỏ mà trước đây đã xin cấp phát vùng nhớ. Một cách an toàn hơn là sau khi đã trả vùng nhớ về cho hệ điều hành, người lập trình cũng nên cài (hay gán) cho con trỏ liên đới giá trị NULL để hủy bỏ địa chỉ mà nó đang chỉ tới (nhằm tránh gây ra các hiệu ứng phụ do việc tham chiếu của con trỏ này có thể gây ra).

free(array);
array = NULL;

Các mảng đa chiều

C có hỗ trợ việc dùng mảng đa chiều. Việc định nghĩa chúng giống như là tạo ra mảng của các mảng , mặc dù vậy trong thực tế nó không hoàn toàn đúng. Cú pháp sau:

int array2D[số_hàng][số_cột];

sẽ định nghĩa một mảng hai chiều; chiều thứ nhất có số_hàng phần tử. Chiều thứ hai sẽ có số_hàng * số_cột các phần tử -- một tập hợp của số_cột các phần tử mà mỗi phần tử là một chiều thứ nhất.

Các mảng đa chiều hoàn toàn có thể được xem như là dãy của các con trỏ. Trong thí dụ trên, array2D (nếu số_hàng là 1) sẽ là một tham chiếu giá trị nguyên mà nó chỉ tới một mảng của số_cột các phần tử.