C/C++の多次元配列とは?基本概念から動的メモリ確保まで徹底解説

C/C++における多次元配列とは、簡単に言えば「配列の配列」として定義されるデータ構造です。多次元配列では、データが表形式(行優先順/row-major order)でメモリ上に格納されます。

以下の図は、3×3×3の次元を持つ多次元配列のメモリ割り当て戦略を示したものです。

アルゴリズム

2次元配列を動的に確保し、操作するための基本的な手順は以下の通りです。

Begin
    配列の次元を宣言する
    new演算子を使用して2次元配列 a[][] を動的に確保する
    配列に要素を格納する
    配列の内容を出力する
    deleteによってメモリを解放する
End

サンプルコード

以下は、new演算子を使って2次元配列を動的に確保し、値を代入・出力した後、メモリを解放するC++のプログラム例です。

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int B = 4;  // 行数
    int A = 5;  // 列数
    // ポインタ配列を動的に確保
    int** a = new int*[B];
    for(int i = 0; i < B; ++i)
        a[i] = new int[A];  // 各行に配列を確保
    // 配列に要素を格納
    for(int i = 0; i < B; ++i)
        for(int j = 0; j < A; ++j)
            a[i][j] = i;
    // 配列の内容を出力
    for(int i = 0; i < B; ++i)
        for(int j = 0; j < A; ++j)
            cout << a[i][j] << "\n";
    // メモリを解放
    for(int i = 0; i < A; ++i)
        delete [] a[i];
    delete [] a;
    return 0;
}

実行結果

このプログラムを実行すると、各行に同じ値(行インデックス)が格納された20個の数値が出力されます。

0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3

ポイントまとめ

• 多次元配列は「配列の配列」として表現され、データは行優先順でメモリに配置されます。
• new演算子を使うことで、実行時にサイズを決定できる動的な2次元配列を作成できます。
• 動的に確保したメモリは、使用後にdelete[]で必ず解放しましょう。メモリリークを防ぐために、まず各行の配列を解放し、その後ポインタ配列自体を解放します。