ชนิดข้อมูลแถวลำดับ (array)
ในภาษาซีแบบดั้งเดิมมีขนาดคงที่และสถิต ซึ่งจะถูกกำหนดตอนแปลโปรแกรม
(ในเวลาถัดมา มาตรฐานภาษาซี99 อนุญาตให้สร้างแถวลำดับที่มีความยาวแปรได้)
อย่างไรก็ตามแถวลำดับสามารถกำหนดให้จัดสรรเนื้อที่หน่วยความจำขนาดใดก็ได้ขณะทำงาน
โดยใช้ฟังก์ชัน malloc จากไลบรารีมาตรฐาน แล้วทำให้เป็นแถวลำดับ
การทำให้เป็นหนึ่งเดียวระหว่างแถวลำดับและตัวชี้ของภาษาซี
ทำให้หมายความว่าแถวลำดับที่แท้จริงและแถวลำดับที่จัดสรรอย่างพลวัตเสมือนใช้แทนกันได้
เนื่องด้วยแถวลำดับเข้าถึงผ่านตัวชี้เสมอ (ในทางปฏิบัติ) การเข้าถึงแถวลำดับจึงไม่มีการตรวจสอบขนาดภายใต้แถวลำดับ
แม้ว่าตัวแปลโปรแกรมอาจมีตัวเลือกสำหรับตรวจสอบขอบเขตก็ตาม
การใช้งานเกินขอบเขตของแถวลำดับจึงยังคงสามารถเป็นไปได้
ซึ่งเกิดขึ้นค่อนข้างเป็นปกติในรหัสที่เขียนอย่างไม่ระมัดระวัง
และนำไปสู่ผลสะท้อนกลับหลายอย่างอาทิ การเข้าถึงหน่วยความจำที่ไม่อนุญาต
การทำให้ข้อมูลผิดแปลกไป บัฟเฟอร์ส่วนล้น และสิ่งผิดปรกติขณะทำงาน
ถึงแม้ภาษาซีรองรับแถวลำดับแบบสถิต
แต่ก็ไม่จำเป็นว่าดัชนีของแถวลำดับจะต้องมีผล (การตรวจสอบขอบเขต) ตัวอย่างเช่น
เราสามารถลองบันทึกค่าสมาชิกตัวที่หกลงในแถวลำดับที่มีสมาชิกห้าตัวได้
ซึ่งจะทำให้เกิดผลที่ไม่คาดคิด ความผิดพลาดเช่นนี้เรียกว่า บัฟเฟอร์ส่วนล้น
(buffer overflow/overrun) เป็นสาเหตุที่สำคัญอย่างหนึ่งของปัญหาด้านความปลอดภัย เนื่องจากเทคโนโลยีการกำจัดการตรวจสอบขอบเขต
(bounds-checking elimination) ไม่มีอยู่เลยเมื่อภาษาซีถูกนิยามขึ้น
การตรวจสอบขอบเขตจึงลดทอนประสิทธิภาพอย่างรุนแรง โดยเฉพาะกับการคำนวณเชิงจำนวน
เมื่อสองสามปีก่อนหน้านั้น
ตัวแปลภาษาฟอร์แทรนมีตัวเลือกให้เปิดหรือปิดการตรวจสอบขอบเขตได้
แต่ตัวเลือกเช่นนี้ไม่มีประโยชน์ต่อภาษาซี
เพราะอาร์กิวเมนต์ของแถวลำดับถูกผ่านค่าด้วยตัวชี้ธรรมดา
ภาษาซีไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับการประกาศแถวลำดับหลายมิติ
แต่ออกจะขึ้นอยู่กับการเรียกซ้ำภายในระบบชนิดตัวแปร
เพื่อประกาศแถวลำดับของแถวลำดับ ซึ่งสามารถบรรลุผลสำเร็จได้เหมือนกัน ค่าดัชนีของ
"แถวลำดับหลายมิติ" ที่สร้างขึ้นสามารถพิจารณาว่าเพิ่มขึ้นตามอันดับเรียงตามแถว
(row-major order)
โดยปกติแถวลำดับหลายมิติถูกใช้งานในขั้นตอนวิธีเชิงจำนวนเพื่อเก็บข้อมูลเมทริกซ์ (ซึ่งประยุกต์มาจากพีชคณิตเชิงเส้นเป็นหลัก)
โครงสร้างของแถวลำดับในภาษาซีเหมาะสมเป็นอย่างดีสำหรับงานนี้
แต่เนื่องจากแถวลำดับถูกผ่านค่าด้วยตัวชี้
ขอบเขตของแถวลำดับจึงต้องเป็นค่าที่ทราบและตายตัว หรือไม่เช่นนั้นก็ต้องผ่านค่าไปพร้อมกับซับรูทีนที่จำเป็นต้องทราบ
นอกจากนี้ แถวลำดับของแถวลำดับที่จัดสรรขนาดแบบพลวัต
ไม่สามารถเข้าถึงได้โดยใช้ดัชนีสองชั้น (ตัวอย่างกรณีนี้เช่นการจัดสรรแถวลำดับด้วย
"เวกเตอร์แถว" ของตัวชี้ไปยังสดมภ์)
ภาษาซี99 ได้แนะนำ "แถวลำดับความยาวแปรได้"
เพิ่มเข้ามา แต่ก็ยังมีปัญหาบางประการที่เหมือนกับปัญหาแถวลำดับของภาษาซี
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น