C++のクラス内で動的な2次元配列を作成する方法

本記事では、C++のクラス内に動的な配列を実装し、その要素を表示するシンプルなプログラムを紹介します。クラス内部に配列を持たせることで、サイズ管理や範囲外アクセスのチェックをカプセル化でき、より安全な配列操作が可能になります。ここで紹介する手法は、動的な2次元配列の実装にも応用できる基本的なテクニックです。

アルゴリズム

開始
　　クラス「Arr」を作成し、配列のサイズを宣言する。
　　クラス内でforループを使用して、すべての要素を初期化する。
　　すべての要素を表示する。
終了。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
const int M=7;
class Arr {
    private:
    int A[M];
    int size;
    public:
    Arr(int s, int v) {
        if(s>M) {
            cout<<endl<<"This is beyond maximum size";
            exit(1);
        }
        size = s;
        for(int i=0;i<size;i++)
            A[i] = v;
    }
    int& operator[](int i) {
        if( (i<0) || (i >= size) ) {
            cout<<endl<<"Error: Array out of bound";
            exit(1);
        }
        return A[i];
    }
};
int main() {
    int i=0;
    Arr a(7,0);
    for(i=0;i<7;i++)
        a[i] = i*10;
    cout<<"Array elements are:"<<endl;
    for(i=0;i<7;i++) {
        int val = a[i];
        cout<<val<<endl;
    }
    return 0;
}

実行結果

Array elements are:
0
10
20
30
40
50
60

コードのポイント

• 最大サイズの定義： 定数 M=7 として配列の最大サイズを定義しており、これを超えるサイズ指定はコンストラクタ内で拒否され、エラーメッセージを表示してプログラムを終了します。
• 範囲チェック： 添字演算子 operator[] をオーバーロードすることで、a[i] という自然な記法で要素にアクセスしながら、負のインデックスや範囲外アクセスを検知して安全にエラー処理できます。
• 初期化： コンストラクタ Arr(int s, int v) は、指定されたサイズ s の配列を値 v でまとめて初期化します。
• 2次元配列への拡張： この1次元版の考え方を応用し、ポインタのポインタ（int**）や vector<vector<int>> を組み合わせることで、境界チェック機能を持つ動的2次元配列クラスへ発展させることも可能です。