Summary  
This chapter introduces dynamic array allocation in C++, explaining how to use pointers with new and delete to allocate and deallocate arrays at runtime for flexible sizing.  

General domain of usage  
Reading files when the number of data items isn’t known in advance.

This video introduces dynamic allocation of arrays in C++. You will learn the difference between static and dynamic arrays, including their characteristics and limitations. The instructor demonstrates why static arrays are insufficient for flexible, runtime-sized data, and how dynamic arrays—allocated with pointers—solve these challenges. Real-world scenarios, such as user-driven data sizes and adaptive memory management, are covered to help you understand when and why to use dynamic arrays in your programs.

-- video metadata (use this info when making a video) -- Cut all examples of code to a minimum. Show only the essential code. Show code no longer than 12 lines. Remove all possible pieces to demonstrate some code feature. You may show not full code that will not start, but still demonstrates some feature theoritacally. If code is longer than 8 lines, move code output  blocks to second column. Avoid using programming language images in the videos.

動的割り当てがなぜ必要なのかを探る前に、静的配列と動的配列の特徴を簡単に振り返ります。

- **固定サイズ**: 宣言時に配列のサイズが決まり、実行時に変更できません。
- **コンパイル時のメモリ割り当て**: 静的配列に必要なメモリはコンパイル時に割り当てられます。

- **リサイズ可能**: 動的配列は実行時にサイズ変更が可能であり、プログラムの要件の変化に柔軟に対応できる;
- **実行時のメモリ割り当て**: 動的配列のメモリはプログラムの実行中に割り当てられる。

### 静的アプローチの制限

現在の月で経過した各日に対してパフォーマンススコアの入力をユーザーに促すプログラムを考える。

残念ながら、これを**静的配列**で実現することはできない:

I2luY2x1ZGUgPGlvc3RyZWFtPgojaW5jbHVkZSA8Y3RpbWU+CgppbnQgbWFpbigpIHsKICAgIHN0ZDo6dGltZV90IGN1cnJlbnRUaW1lID0gc3RkOjp0aW1lKG51bGxwdHIpOwogICAgaW50IGRheV9wYXNzZWQgPSBzdGQ6OmxvY2FsdGltZSgmY3VycmVudFRpbWUpLT50bV9tZGF5OwogICAgCiAgICBpbnQgYXJyW2RheV9wYXNzZWRdOwogICAgc3RkOjpjb3V0IDw8IGRheV9wYXNzZWQgPDwgc3RkOjplbmRsOyAKfQ==

これはコンパイルエラーになります。なぜなら、<code>day_passed</code> は**定数式ではなく**、月の日付の実行時の値に依存するためです。

注意

そのため、**静的**配列の代わりに**動的に確保された**配列を使用する必要があります。

#define CATCH_CONFIG_MAIN
#include <catch2/catch.hpp>
#include <sstream>
#include <iostream>

void analyzeTemperatures(double* temps, int hours);

TEST_CASE("Input={10, 20, 30, 40, 50}, Min=10, Max=50, Avg=30", "[analyzeTemperatures]") {
    double temps[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

    std::ostringstream oss;
    std::streambuf* oldCout = std::cout.rdbuf(oss.rdbuf());

    analyzeTemperatures(temps, 5);

    std::cout.rdbuf(oldCout);

    std::string output = oss.str();

    REQUIRE(output.find("Minimum temperature: 10") != std::string::npos);
    REQUIRE(output.find("Maximum temperature: 50") != std::string::npos);
    REQUIRE(output.find("Average temperature: 30") != std::string::npos);
}

TEST_CASE("Input={25, 25, 25}, Min=25, Max=25, Avg=25", "[analyzeTemperatures]") {
    double temps[3] = {25, 25, 25};

    std::ostringstream oss;
    std::streambuf* oldCout = std::cout.rdbuf(oss.rdbuf());

    analyzeTemperatures(temps, 3);

    std::cout.rdbuf(oldCout);

    std::string output = oss.str();

    REQUIRE(output.find("Minimum temperature: 25") != std::string::npos);
    REQUIRE(output.find("Maximum temperature: 25") != std::string::npos);
    REQUIRE(output.find("Average temperature: 25") != std::string::npos);
}

TEST_CASE("Input={-5, -10, -3, -7}, Min=-10, Max=-3, Avg=-6.25", "[analyzeTemperatures]") {
    double temps[4] = {-5, -10, -3, -7};

    std::ostringstream oss;
    std::streambuf* oldCout = std::cout.rdbuf(oss.rdbuf());

    analyzeTemperatures(temps, 4);

    std::cout.rdbuf(oldCout);

    std::string output = oss.str();

    REQUIRE(output.find("Minimum temperature: -10") != std::string::npos);
    REQUIRE(output.find("Maximum temperature: -3") != std::string::npos);
    REQUIRE(output.find("Average temperature: -6.25") != std::string::npos);
}

TEST_CASE("Input={25}, Min=25, Max=25, Avg=25", "[analyzeTemperatures]") {
    double temps[1] = {25};

    std::ostringstream oss;
    std::streambuf* oldCout = std::cout.rdbuf(oss.rdbuf());

    analyzeTemperatures(temps, 1);

    std::cout.rdbuf(oldCout);

    std::string output = oss.str();

    REQUIRE(output.find("Minimum temperature: 25") != std::string::npos);
    REQUIRE(output.find("Maximum temperature: 25") != std::string::npos);
    REQUIRE(output.find("Average temperature: 25") != std::string::npos);
}

TEST_CASE("Input={15.2,14.8,14.5,14.3,14,14.1,15,16.5,18,19.5,21,22.2,23,23.5,23.8,23.4,22.8,21.5,20,18.5,17.2,16,15.5,15}, Min=14, Max=23.8, Avg=18.1", "[analyzeTemperatures]") {
    double temps[24] = {
        15.2, 14.8, 14.5, 14.3, 14, 14.1,
        15, 16.5, 18, 19.5, 21, 22.2,
        23, 23.5, 23.8, 23.4, 22.8, 21.5,
        20, 18.5, 17.2, 16, 15.5, 15
    };

    std::ostringstream oss;
    std::streambuf* oldCout = std::cout.rdbuf(oss.rdbuf());

    analyzeTemperatures(temps, 24);

    std::cout.rdbuf(oldCout);

    std::string output = oss.str();

    REQUIRE(output.find("Minimum temperature: 14.00") != std::string::npos);
    REQUIRE(output.find("Maximum temperature: 23.80") != std::string::npos);
    REQUIRE(output.find("Average temperature: 18.30") != std::string::npos);
}

test.cpp

メモリ操作の力を引き出す。C++におけるポインタと参照に関する知識を強化したい初心者や学習者のために設計された、プログラミングの基礎を深く学べる包括的なコースです。これらの重要な概念を習得することは、プログラミングスキルの可能性を最大限に引き出すために不可欠です。

ポインタの基本をシンプルで分かりやすい方法で学習します。ポインタの動作原理、構文、および実用的な応用例を、明確な例と分かりやすい説明を通じて探求します。

メモリアドレスを格納するポインタが、算術演算によってどのように操作できるかを探求します。メモリ領域を移動し、データ構造に効率的にアクセスし、パフォーマンス向上のためにコードを最適化する方法を学びます。

参照の概念を、変数の別名やメモリ効率の良いデータアクセスとして探求します。参照が不要なデータの重複を避けることで、よりクリーンなコード、可読性の向上、パフォーマンスの強化にどのように貢献するかを学びます。

プログラム実行中にメモリを動的に割り当ておよび解放するための原則と技術を解明します。動的メモリ割り当ての利点と課題を理解します。

配列の動的割り当て

静的配列

動的配列

静的アプローチの制限

解答