Индекс ячейки вычисляется делением значения переменной grade на 10. Полученный результат используется для индексирования вектора scores, что обеспечивает доступ к соответствующему счетчику для этой оценки. Увеличение значения этого элемента означает принадлежность текущей оценки данному диапазону.
Как уже упоминалось, при использовании индексирования следует позаботиться о том, чтобы индексы оставались в диапазоне допустимых значений (см. раздел 3.2.3). В этой программе проверка допустимости подразумевает принадлежность оценки к диапазону 0-100. Таким образом, можно использовать индексы от 0 до 10. Они расположены в пределах от 0 до scores.size() - 1.
Новички в С++ иногда полагают, что индексирование вектора позволяет добавлять в него элементы, но это не так. Следующий код намеревается добавить десять элементов в вектор ivec:
vector<int> ivec; // пустой вектор
for (decltype(ivec.size()) ix = 0; ix != 10; ++ix)
ivec[ix] = ix; // катастрофа: ivec не имеет элементов
Причина ошибки — вектор ivec пуст; в нем нет никаких элементов для индексирования! Как уже упоминалось, правильный цикл использовал бы функцию push_back():
for (decltype(ivec.size()) ix = 0; ix != 10; ++ix)
ivec.push_back(ix); // ok: добавляет новый элемент со значением ix
Оператор индексирования вектора (и строки) лишь выбирает существующий элемент; он не может добавить новый элемент.
Очень важно понять, что оператор индексирования ([]) можно использовать для доступа только к фактически существующим элементам. Рассмотрим пример.
vector<int> ivec; // пустой вектор
cout << ivec[0]; // ошибка: ivec не имеет элементов!
vector<int> ivec2(10); // вектор из 10 элементов
cout << ivec2[10]; // ошибка: ivec2 имеет элементы 0...9
Попытка обращения к несуществующему элементу является серьезной ошибкой, которую вряд ли обнаружит компилятор. В результате будет получено случайное значение.
Попытка индексирования несуществующих элементов, к сожалению, является весьма распространенной и грубой ошибкой программирования. Так называемая ошибка переполнения буфера (buffer overflow) — результат индексирования несуществующих элементов. Такие ошибки являются наиболее распространенной причиной проблем защиты приложений.
Наилучший способ гарантировать невыход индекса из диапазона — это избежать индексации вообще. Для этого везде, где только возможно, следует использовать серийный оператор for.
Упражнение 3.16. Напишите программу, выводящую размер и содержимое вектора из упражнения 3.13. Проверьте правильность своих ответов на это упражнение. При неправильных ответах повторно изучите раздел 3.3.1.
Упражнение 3.17. Прочитайте последовательность слов из потока cin и сохраните их в векторе. Прочитав все слова, обработайте вектор и переведите символы каждого слова в верхний регистр. Отобразите преобразованные элементы по восемь слов на строку.
Упражнение 3.18. Корректна ли следующая программа? Если нет, то как ее исправить?
vector<int> ivec;
ivec[0] = 42;
Упражнение 3.19. Укажите три способа определения вектора и заполнения его десятью элементами со значением 42. Укажите, есть ли предпочтительный способ для этого и почему.
Упражнение 3.20. Прочитайте набор целых чисел в вектор. Отобразите сумму каждой пары соседних элементов. Измените программу так, чтобы она отображала сумму первого и последнего элементов, затем сумму второго и предпоследнего и т.д.
3.4. Знакомство с итераторами
Хотя для доступа к символам строки или элементам вектора можно использовать индексирование, для этого существует и более общий механизм — итераторы (iterator). Как будет продемонстрировано в части II, кроме векторов библиотека предоставляет несколько других видов контейнеров. У всех библиотечных контейнеров есть итераторы, но только некоторые из них поддерживают оператор индексирования. С технической точки зрения тип string не является контейнерным, но он поддерживает большинство контейнерных операций. Как уже упоминалось, и строки, и векторы предоставляют оператор индексирования. У них также есть итераторы.