تهيئة المصفوفات في C++

هناك بعض النقاط التي يجب مراعاتها عند فهم سلوك تهيئة المصفوفات في C++ ولماذا يختلف تصرف المترجم في بعض الحالات:

1. تهيئة المصفوفات في C++:

   • تهيئة القيمة (value initialization): يعني تهيئة كل عنصر في المصفوفة بقيمة افتراضية (zero-initialized)، سواء كانت صفرًا أو قيمة فارغة (indeterminate value).
   • تهيئة القيمة الافتراضية (default initialization): يترك المترجم العناصر دون تهيئة ويكتفي بإجراء التهيئة الافتراضية للعناصر (default initialization) فقط.

2. تأثير default initialization على المصفوفات:

   • وفقًا للمعيار، عند استخدام default initialization لمصفوفة (سواء كانت داخل هيكل بيانات أو كمصفوفة مستقلة)، فإن جميع عناصر المصفوفة ستتم تهيئتها باستخدام default initialization، وهذا ينطبق حتى على عناصر المصفوفة التي هي من النوع الـ POD (Plain Old Data)، حتى قبل C++11.
   • يعني هذا أنه حتى لو كانت عناصر المصفوفة من نوع POD، فإنها ستتم تهيئتها باستخدام default initialization، وليس بالقيم الفارغة.

3. سبب السلوك المختلف بين المترجمات:

   • السبب الرئيسي وراء السلوك المختلف هو اختلاف تفسير المعيار بواسطة المترجمات، والتي قد تؤدي إلى تصرفات مختلفة.
   • يمكن أن يكون هناك أيضًا اختلاف في تحسين الأداء وتحسين استهلاك الذاكرة بين المترجمات، والذي قد يؤدي أحيانًا إلى سلوك مختلف.

4. كيفية تحقيق السلوك المرجو:

   • إذا كنت ترغب في تجنب تهيئة المصفوفات بقيمة صفرية، يمكنك استخدام new مع new uint32_t[N] بدون استخدام القوسين الفارغة ()، حيث ستؤدي هذه الطريقة إلى تهيئة عناصر المصفوفة بالقيم الفارغة، وليس بالصفر.
   • عند استخدام هيكل بيانات مع مصفوفة من نوع POD، يمكنك استخدام التهيئة الافتراضية (default initialization) للهيكل، ومن ثم سيتم ترك عناصر المصفوفة بدون تهيئة، وهكذا ستحصل على السلوك المتوقع.

5. تصرف GCC:

   • تصرف GCC الذي تراه في تهيئة المصفوفة الأولى بالصفر (Automatic array, default initialization: all zeros) ربما يكون ناتجًا عن تحسينات الأداء التي تقوم بها المترجمات، والتي قد تقرر تهيئة المصفوفات بقيم صفرية لتحسين الأداء في بعض الحالات.

باختصار، يعتمد السلوك المتوقع لتهيئة المصفوفات في C++ على تفسير المعيار من قِبل كل مترجم، وقد تحدث اختلافات في السلوك بين المترجمات المختلفة. لتحقيق السلوك المرجو، يجب تفادي استخدام () مع new لتهيئة المصفوفات بالصفر، واستخدام التهيئة الافتراضية للهيكل بيانات لترك المصفوفات بدون تهيئة.

بالتأكيد! إليك بعض المعلومات الإضافية حول تهيئة المصفوفات في C++:

1. تهيئة المصفوفات في C++11 وما بعدها:

   • في C++11 والإصدارات اللاحقة، تم تغيير سلوك تهيئة المصفوفات بحيث يتم تهيئتها دائمًا باستخدام default initialization حتى لو كانت المصفوفة من نوع POD.
   • هذا يعني أنه من الآن فصاعدًا، عند استخدام uint32_t arr[N] = {}; ستقوم المصفوفة بتهيئة كل عناصرها بالصفر، بغض النظر عن نوع العناصر.

2. استخدام القوسين الفارغة () مع new:

   • في C++، عند استخدام new لإنشاء مصفوفة، فإن استخدام القوسين الفارغة () مع new سيؤدي إلى تهيئة المصفوفة بالقيم الافتراضية (default initialization).
   • لذلك، new uint32_t[N] سيؤدي إلى تهيئة المصفوفة بالقيم الافتراضية، بينما new uint32_t[N]() سيؤدي إلى تهيئة المصفوفة بالقيم الصفرية.

3. تهيئة المصفوفات داخل الهياكل البيانية:

   • عند تهيئة مصفوفة داخل هيكل بيانات، فإن تهيئة المصفوفة تتبع قواعد تهيئة الهيكل بشكل عام.
   • يمكن استخدام التهيئة الافتراضية للهيكل بيانات لترك المصفوفة دون تهيئة، ولكن في C++11 وما بعدها، فإن السلوك يختلف بحيث تتم تهيئة المصفوفة دائمًا باستخدام default initialization.

4. تأثير الأداء:

   • يمكن أن تؤثر طرق تهيئة المصفوفات على الأداء، حيث قد تكون التهيئة بالصفر أسرع في بعض الحالات نظرًا لتحسينات في تنفيذ المترجم.

5. الحلول لتجنب تهيئة المصفوفات بالصفر:

   • يمكن تجنب تهيئة المصفوفات بالصفر عن طريق استخدام الطريقة القديمة لتهيئة المصفوفات في C++11، وهي عدم استخدام الأقواس المتصلة () مع new.
   • كما يمكن استخدام قواعد التهيئة الافتراضية للهيكل بيانات لتجنب تهيئة المصفوفة داخل الهيكل.

هذه بعض المعلومات الإضافية حول تهيئة المصفوفات في C++ وسلوك المترجمات. إذا كان لديك أي أسئلة أو استفسارات إضافية، فلا تتردد في طرحها!