Использование массивов в языке c. Программирование на языке Си: Использование массивов данных в Си. Указатели

Массивы предназначены для хранения множества значений одного типа. Например, в программе Fahrenheit to Celsius, мы высчитывали среднее значение температуры из трёх. Если значений не три, а намного больше, то тут как раз и нужно использовать массивы.

Прежде чем использовать массив, его нужно определить. Определение массива включает в себя: тип данных хранящихся в массиве, имя массива и в квадратных скобках указывается количество элементов массива:

int array;

В этом коде мы определили массив с идентификатором (именем) array (массив) из десяти элементов типа int.
В таком виде, все элементы массива ещё неинициализированы. Чтобы инициализировать их при обьявлении, нужно использовать следующий синтаксис:

int array = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};

При этом, первому элементу массива присваивается значение 0, а последнему - значение 9.
Чтобы присвоить элементам массива значение, можно воспользоваться циклами. Самым подходящим для этого будет цикл for.

код на языке c++ int array; //определение массива for (int i = 0; i < 10; i++) { array[i] = i; }

Здесь мы обращаемся к каждому элементу массива через индекс - число стоящее в квадратных скобках. При каждой итерации цикла оно принимает значения от нуля до 9.

Заметьте, что нумерация индексов начинается с нуля. Поэтому число индексов всегда на единицу меньше числа элементов массива.

За исключением квадратных скобок и индекса, элемент массива используется также как и любая переменная.

Строки

До сих пор мы могли хранить строки только в константах: "Пример константной строки". В переменных мы могли хранить только один символ - в типе char. В C++ используется два типа строк: массив элементов типа char и тип str. Сейчас мы сосредоточимся на первом варианте.

Для хранения строки нам нужен массив. Выглядит это примерно так:

char string = {"с","т","р","о"."к","а"};

К счастью есть более простой способ:)

char string = "строка";

В данном случае автоматически создастся массив из семи элементов. Почему из семи? Дело в том что каждая строка должна заканчиваться символьной константой "\0", которая представляет пустой байт.

В предыдущих примерах, если мы попытаемся ввести в массив string строку большую чем шесть символов, то произойдёт переполнение массива т.к. нельзя изменять размер массива во время выполнения программы (хотя, не всегда):

char string; // string может хранить шесть символов и "\0"

string = "строка!"; // в строке содержится семь символов
Так делать не рекомендуется:)

Ещё один момент на который я хочу обратить ваше внимание. В случае, когда пользователь вводит строку, пробелы считаются за "\0". Мы пока не будем вводить строки в наших программах, поэтому я не буду подробно объяснять данный случай.

Массивы массивов (двумерные массивы)

Ну и наконец-то мы подошли к самому важному в этом выпуске.

Карта в стратегических (и не только) играх (RTS) делится на клетки (в английском - tile, плитка). Эти клетки удобно представлять с помощью двумерного массива.

В данном примере мы продолжим работать с программой pseudo_game и с помощью двумерного массива смоделируем карту по которой может перемещаться игрок. До сих пор "перемещиение" представлялось с помощью координат x, y.

Клетки мы будем представлять символами. Размер "карты" - 15x20. Пятнадцать в высоту, двадцвать в ширину. Игрока мы будем представлять символом Т.

Сначала добавьте заголовочный файл stdlib.h.

Усовершенствованная pseudo_game

Я приведу только куски кода. Желательно чтобы у вас перед глазами была полная программа. Найти её Вы можете в разделе "листинги программ" - pseudo_game_0_2. Она компилируется и запускается. Просто скопируйте её в редактор вашей IDE и следите за текстом.

Инициализация данных:

код на языке c++ char act; // переменная для считывания ввода пользователя int ch; // переменная для хранения приведённого значения переменной act int x = 0; // две переменные для хранения координат игрока int y = 0; char map; // массив для хранения игровой карты // инициализация массива for (int i = 0; i < 15; i++) { for (int j = 0; j < 20; j++) { map[i][j] = " "; } } map = "T";

Здесь новым оператором для нас является определение двумерного массива. Но оно почти ничем не отличается от одномерного, просто добавляется ещё одна пара квадратных скобок. В первых скобках мы указали количество строк, во второй - количество столбцов.

После этого в двух циклах мы инициализируем каждый элемент массива значением " " - это просто пробельный символ. Сначала - во внешнем цикле, мы проходим по всем строкам. Для каждой строки во внутреннем цикле мы "пробегаем" по столбцам.

Приведу подробный пример: после нескольких итераций внешнего цикла, счётчик i становится равным 9. Начинает выполняться тело внешнего цикла: переменная j (счётчик внутреннего цикла) инициализируется нулём, проверяется условие и выполняется тело внутреннего цикла: map = " ";, То есть первому символу (индекс ноль) десятой строки (не забывайте что отсчёт ведётся с нуля) присваивается пробел. Затем, счётчику j присваивается 1, выполняется тело цикла... и так до тех пор пока счётчик j не станет равным 20 - условие не выполняется и происходит выход из внутреннего цикла. Затем инкрементируется внешний счётчик. Теперь он равен 10 и снова выполняется тело внешнего цикла...

После инициализации пробелами мы в первый столбец первой строки помещаем персонажа нашей игры.

В начале основного цикла мы вызываем функцию system() для очистки экрана от прошлого вывода.

Затем идут два цикла похожие на циклы инициализации. Они используются для вывода элементов массива на экран. Единственным существенным отличием является вывод символа новой строки в конце тела первого цикла.

Ну а дальше идёт ветвление в котором определяется какая клавиша нажата. Само ветвление мало изменилось с прошлого раза, а вот в содержимом блоков есть отличия: во-первых мы присваиваем координатам на которых стоит объект пробел. То есть мы очищаем предыдущее место. Затем мы изменяем одну из координат. И затем, элементу массива с новыми индексами, мы присваиваем символ "T".

Пример для кода "75" - движение влево:

код на языке c++ if else (ch == 75) { map[x][y] = " "; y--; map[x][y] = "T"; }

Ну, вот в общем и всё. На данный момент у нас есть карта 15х20 по которой с помощью стрелочек можно перемещать персонаж - букву "T". Для шестого урока неплохо! Данное приложение станет основой для всех наших консольных программ. Никаких графических улучшений не будет. Большего из досовской консоли просто не выжать, а консоль windows мы рассматривать не будем. Это существенно сэкономит время и силы.

Я подробно закомментировал программу pseudo_game и Вы скорее всего без труда в ней разберётесь. Если нет, то перечитывайте листинг программы и этот выпуск пока не разберётесь:). Закрепить материал вам помогут упражнения. Выполнение упражнений обязательно. Если что непонятно, пишите на мой e-mail - постараюсь помочь.

Упражнения:

1. В полном листинге программы я использовал ветвление switch. Здесь же показан код одного блока ветвления if. Допишите остальные блоки if.

2. Сейчас в программе возможна запись в несуществующие элементы массива. Сделайте проверку на выход за пределы карты.

3. Для практики создайте программу рисующую на экране два поля для морского боя. Первое - игрока, второе - противника. Второе поле должно располагаться справа от первого.
Внутренние клетки заполняйте пробелом. Для рисования границы используйте минус и прямую разделительную черту: -, |, а для углов - решётку #. Слева от каждого поля - стобик цифр; сверху - буквы.
Для инициализации всего поля вам может понадобиться несколько циклов. Вот как может выглядеть код для заполнения столбика цифр второго поля:

код на языке c++ int string; // переменная представляющая строки int column; // переменная представляющая столбцы char map; column = 15; for (string = 2; string < 12; string++) { map = string - 1; }

Массивы чрезвычайно важная тема в C++. В программах они используются очень часто и разобраться в этой теме необходимо досконально. Сразу вас обрадую – понять и научиться применять массивы достаточно просто даже начинающему.

Итак, зачем же нужны массивы и что они из себя представляют? К настоящему моменту вы уже хорошо знаете, что данные программы хранятся в объявленных нами . Но бывает так, что программе необходимо хранить сотни (а то и больше) переменных однотипных данных, а также необходимо с ними работать – присваивать значения, изменять их и т.д.

К примеру, надо хранить порядковые номера строк. Согласитесь – любому станет страшно от мысли, что надо создать пятьсот переменных типа int, каждой дать уникальное имя и присвоить значение от 1-го до 500-та. (мне уже страшно:) В таком случае, массивы нас просто спасут.

Отметим основное и перейдем к практическому примеру:

• массив в С++ – это совокупность определенного количества однотипных переменных, имеющих одно имя. К примеру, int array ; . Эта запись означает, что мы объявили массив с именем array , который содержит в себе 3 переменные типа int ;
• переменные массива называют элементами;
• каждый элемент имеет свой уникальный индекс – свой порядковый номер. Используя индекс мы можем обращаться к конкретному элементу. ВАЖНО – индексация элементов массива начинается с 0 . Так в массиве int array первый элемент имеет индекс 0 , а последний – 2 . Чтобы обратиться, например, к нулевому элементу массива и изменить его значение, надо указать имя массива и в квадратных скобках указать индекс элемента – array = 33 .

Рассмотрим пример:

массивы C++

// в этой программе создаем массив с размером size, // с помощью цикла for вносим данные во все ячейки // массива и отображаем их содержимое на экран #include using namespace std; int main() { setlocale(LC_ALL, "rus"); const int SIZE = 10; //объявляем константу int firstArray; //объявляем массив с количеством элементов SIZE for (int i = 0; i < SIZE ; i++) //заполняем и отображаем значения на экран { firstArray[i] = i + 1; // на первом шаге цикла firstArray присвоить 1 (0 + 1) cout << i << "-я ячейка хранит число " << firstArray[i] << endl; } cout << endl; return 0; }

В строке 12 мы определяем целочисленную константу SIZE , которая будет хранить размер массива (определённое нами, количество его элементов). В строке 13 объявляем массив: указываем тип данных, которые будут храниться в ячейках массива, даем имя и указываем размер в квадратных скобках.

Важно, что в квадратные скобки мы можем записывать только целые константные значения. Надо либо сразу вписать целое число в квадратные скобки при объявлении массива (int firstArray; ), либо определить целочисленную константу до объявления массива и ввести в квадратные скобки имя этой константы (как в нашем примере).

Второй способ использовать предпочтительней, если в ходе программы вам придется несколько раз обращаться к массиву через цикл. Объясняется это тем, что когда мы объявляем цикл, в нём можно указать условие изменения счетчика до значения SIZE .

Вот представьте, что нам необходимо изменить размер массива с 10 элементов на 200. В этом случае, нам остаётся всего на всего изменить значение целочисленной константы, и таким образом у нас автоматически подставятся новые значения размера и в массив, и во все циклы программы.

Можете попробовать в нашем примере внести любую другую цифру в константу SIZE . И вы увидите, что программа будет прекрасно работать – создаст массив на столько элементов, на сколько вы укажете, внесет данные и отобразит их на экране.

А если массив совсем небольшой, к примеру на 5 элементов, инициализировать его можно сразу при объявлении:

Так элементу с индексом 0 – firstArray – будет присвоено значение 11 , а последнему элементу массива firstArray – значение 1 5 . Есть такая фишка – вы можете не указывать размер массива в квадратных скобках и сделать такую запись:

Предыдущая запись эквивалентна этой. Только во втором случае компилятор автоматически вычислит размер массива, по количеству данных в фигурных скобках.

Так же при начальной инициализации элементов массива, когда массив необходимо очистить от «мусора» (остаточных данных других программ в памяти) лучше сразу присвоить всем элементам значение 0 . Это выглядит так:

Следует запомнить, что такая инициализация возможна только для заполнения нулями. Если необходимо заполнить элементы массива какими-либо другими числами, лучше применять цикл. В C++11 (стандарт кодирования) при использовании списковой инициализации (инициализации с фигурными скобками) разрешается даже отбросить знак = .

Хочется показать еще один прием инициализации при создании массива. К примеру, для массива из 30-ти элементов нам надо внести значения 33 и 44 только в ячейки с индексом 0 и 1 соответственно, а остальные заполнить нулями. Тогда делаем так:

эти данные будут внесены в нулевую и первую ячейки, а остальные автоматически примут значение 0 .

Организовать заполнение массива можно и при помощи оператора cin :

for (int i = 0; i < size; i++) //заполняем и выводим значения на экран { cout << "Введите значение в ячейку №" << i << " :"; cin >> firstArray[i]; }

При решении задач с большим количеством данных одинакового типа использование переменных с различными именами, не упорядоченных по адресам памяти, затрудняет программирование. В подобных случаях в языке Си используют объекты, называемые массивами.

— это непрерывный участок памяти, содержащий последовательность объектов одинакового типа, обозначаемый одним именем.

Массив характеризуется следующими основными понятиями:

Элемент массива (значение элемента массива) – значение, хранящееся в определенной ячейке памяти, расположенной в пределах массива, а также адрес этой ячейки памяти.
Каждый элемент массива характеризуется тремя величинами:

• адресом элемента — адресом начальной ячейки памяти, в которой расположен этот элемент;
• индексом элемента (порядковым номером элемента в массиве);
• значением элемента.

Адрес массива – адрес начального элемента массива.

Имя массива – идентификатор, используемый для обращения к элементам массива.

Размер массива – количество элементов массива

Размер элемента – количество байт, занимаемых одним элементом массива.

Графически расположение массива в памяти компьютера можно представить в виде непрерывной ленты адресов.

Представленный на рисунке массив содержит q элементов с индексами от 0 до q-1 . Каждый элемент занимает в памяти компьютера k байт, причем расположение элементов в памяти последовательное.

Адреса i -го элемента массива имеет значение

Адрес массива представляет собой адрес начального (нулевого) элемента массива. Для обращения к элементам массива используется порядковый номер (индекс) элемента, начальное значение которого равно 0 . Так, если массив содержит q элементов, то индексы элементов массива меняются в пределах от 0 до q-1 .

Длина массива – количество байт, отводимое в памяти для хранения всех элементов массива.

ДлинаМассива = РазмерЭлемента * КоличествоЭлементов

Для определения размера элемента массива может использоваться функция

int sizeof (тип);

Например,

sizeof (char ) = 1;
sizeof (int ) = 4;
sizeof (float ) = 4;
sizeof (double ) = 8;

Объявление и инициализация массивов

Для объявления массива в языке Си используется следующий синтаксис:

тип имя[размерность]={инициализация};

Инициализация представляет собой набор начальных значений элементов массива, указанных в фигурных скобках, и разделенных запятыми.

int a = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; // массив a из 10 целых чисел

Если количество инициализирующих значений, указанных в фигурных скобках, меньше, чем количество элементов массива, указанное в квадратных скобках, то все оставшиеся элементы в массиве (для которых не хватило инициализирующих значений) будут равны нулю. Это свойство удобно использовать для задания нулевых значений всем элементам массива.

int b = {0}; // массив b из 10 элементов, инициализированных 0

Если массив проинициализирован при объявлении, то константные начальные значения его элементов указываются через запятую в фигурных скобках. В этом случае количество элементов в квадратных скобках может быть опущено.

int a = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};

При обращении к элементам массива индекс требуемого элемента указывается в квадратных скобках .

Пример на Си

1
2
3
4
5
6
7
8

#include
int main()
{
int a = { 5, 4, 3, 2, 1 }; // массив a содержит 5 элементов
printf("%d %d %d %d %d\n" , a, a, a, a, a);
getchar();
return 0;
}

Результат выполнения программы:

Однако часто требуется задавать значения элементов массива в процессе выполнения программы. При этом используется объявление массива без инициализации. В таком случае указание количества элементов в квадратных скобках обязательно.

int a;

Для задания начальных значений элементов массива очень часто используется параметрический цикл:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

#include
int main()
{
int a;
int i;
// Ввод элементов массива
for (i = 0; i<5; i++)
{
printf("a[%d] = " , i);
scanf("%d" , &a[i]);
}
// Вывод элементов массива
for (i = 0; i<5; i++)
printf("%d " , a[i]); // пробел в формате печати обязателен
getchar(); getchar();
return 0;
}

Результат выполнения программы

Многомерные массивы

В языке Си могут быть также объявлены многомерные массивы. Отличие многомерного массива от одномерного состоит в том, что в одномерном массиве положение элемента определяется одним индексом, а в многомерном - несколькими. Примером многомерного массива является матрица.

Общая форма объявления многомерного массива

тип имя[размерность1][размерность2]...[размерностьm];

Элементы многомерного массива располагаются в последовательных ячейках оперативной памяти по возрастанию адресов. В памяти компьютера элементы многомерного массива располагаются подряд, например массив, имеющий 2 строки и 3 столбца,

int a;

Общее количество элементов в приведенном двумерном массиве определится как

КоличествоСтрок * КоличествоСтолбцов = 2 * 3 = 6.

Количество байт памяти, требуемых для размещения массива, определится как

КоличествоЭлементов * РазмерЭлемента = 6 * 4 = 24 байта.

Инициализация многомерных массивов

Значения элементов многомерного массива, как и в одномерном случае, могут быть заданы константными значениями при объявлении, заключенными в фигурные скобки {} . Однако в этом случае указание количества элементов в строках и столбцах должно быть обязательно указано в квадратных скобках .

Пример на Си

1
2
3
4
5
6
7
8
9

#include
int main()
{
int a = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
printf("%d %d %d\n" , a, a, a);
getchar();
return 0;
}

Однако чаще требуется вводить значения элементов многомерного массива в процессе выполнения программы. С этой целью удобно использовать вложенный параметрический цикл .

Пример на Си

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
int main()
{
int a; // массив из 2 строк и 3 столбцов
int i, j;
// Ввод элементов массива
for (i = 0; i<2; i++) // цикл по строкам
{
for (j = 0; j<3; j++) // цикл по столбцам
{
printf("a[%d][%d] = " , i, j);
scanf("%d" , &a[i][j]);
}
}
// Вывод элементов массива
for (i = 0; i<2; i++) // цикл по строкам
{
for (j = 0; j<3; j++) // цикл по столбцам
{
printf("%d " , a[i][j]);
}
printf("\n" ); // перевод на новую строку
}
getchar(); getchar();
return 0;
}

Передача массива в функцию

Обработку массивов удобно организовывать с помощью специальных функций. Для обработки массива в качестве аргументов функции необходимо передать

• адрес массива,
• размер массива.

Исключение составляют функции обработки строк, в которые достаточно передать только адрес.

При передаче переменные в качестве аргументов функции данные передаются как копии. Это означает, что если внутри функции произойдет изменение значения параметра, то это никак не повлияет на его значение внутри вызывающей функции.

Если в функцию передается адрес переменной (или адрес массива), то все операции, выполняемые в функции с данными, находящимися в пределах видимости указанного адреса, производятся над оригиналом данных, поэтому исходный массив (или значение переменной) может быть изменено вызываемой функцией.

Пример на Си Дан массив из 10 элементов. Поменять местами наибольший и начальный элементы массива. Для операций поиска максимального элемента и обмена использовать функцию.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
// Функция обмена
void change(int *x, int n)
{
// x - указатель на массив (адрес массива)
// n - размер массива
int i;
int max, index;
max = x;
index = 0;
// Поиск максимального элемента
for (i = 1; i {
if (x[i]>max)
{
max = x[i];
index = i;
}
}
// Обмен
x = x;
x = max;
}
// Главная функция
int main()
{
int a;
int i;
for (i = 0; i<10; i++)
{
printf("a[%d] = " , i);
scanf("%d" , &a[i]);
}
change(a, 10); // вызов функции обмена
// Вывод элементов массива
for (i = 0; i<10; i++)
printf("%d " , a[i]);
getchar();
getchar();
return
p = p * x[i];
}
return p;
}
// Главная функция
int main()
{
int a; // объявлен массив a из 5 элементов
int i;
int pr;
// Ввод элементов массива
for (i = 0; i<5; i++)
{
printf("a[%d] = " , i);
scanf("%d" , &a[i]); // &a[i] - адрес i-го элемента массива
}
pr = func(a, 5); // вычисление произведения
printf("\n pr = %d" , pr); // вывод произведения четных элементов
getchar(); getchar();
return 0;
}

До сих пор мы работали с простыми типами данных – логический (boolean), целый (integer , word , byte , longint), вещественный (real), символьный (char). Любой алгоритм можно запрограммировать с помощью этих четырех базовых типов. Но для обработки информации о многообразном реальном мире требуются данные, имеющие более сложное строение. Такие сложные конструкции, основанные на простейших скалярных типах, называются структурами. Структура – некоторый составной тип данных, составленный из базовых скалярных. Если структура не изменяет своего строения на протяжении всего выполнения программы, в которой она описана, то такую структуру называют статической.

Массив – однородная совокупность элементов

Самой распространенной структурой, реализованной практически во всех языках программирования, является массив.

Массивы состоят из ограниченного числа компонент, причем все компоненты массива имеют один и тот же тип, называемый базовым. Структура массива всегда однородна. Массив может состоять из элементов типа integer , real или char , либо других однотипных элементов. Из этого, правда, не следует делать вывод, что компоненты массива могут иметь только скалярный тип.

Другая особенность массива состоит в том, что к любой его компоненте можно обращаться произвольным образом. Что это значит? Программа может сразу получить нужный ей элемент по его порядковому номеру (индексу).

Индекс массива

Номер элемента массива называется индексом . Индекс – это значение порядкового типа, определенного, как тип индекса данного массива. Очень часто это целочисленный тип (integer , word или byte), но может быть и логический и символьный.

Описание массива в Паскале. В языке Паскаль тип массива задается с использованием специального слова array (англ. – массив), и его объявление в программе выглядит следующим образом:

Type < имя _ типа >= array [ I ] of T;

где I – тип индекса массива, T – тип его элементов.

Можно описывать сразу переменные типа массив, т.е. в разделе описания переменных:

Var a,b: array [ I ] of T;

Обычно тип индекса характеризуется некоторым диапазоном значений любого порядкового типа: I 1 .. I n . Например, индексы могут изменяться в диапазоне 1..20 или " a ".." n ".

При этом длину массива Паскаля характеризует выражение:

ord (I n)- ord (I 1)+1.

Вот, например, объявление двух типов: vector в виде массива Паскаля из 10 целых чисел и stroka в виде массива из 256 символов:

Type
Vector=array of integer;
Stroka=array of char;

С помощью индекса массива можно обращаться к отдельным элементам любого массива, как к обычной переменной: можно получать значение этого элемента, отдельно присваивать ему значение, использовать его в выражениях.

Опишем переменные типа vector и stroka:

Вычисление индекса массива Паскаля

Индекс массива в Паскале не обязательно задавать в явном виде. В качестве индекса массива можно использовать переменную или выражение, соответствующее индексному типу. Иначе говоря, индексы можно вычислять.

Этот механизм – весьма мощное средство программирования. Но он порождает распространенную ошибку: результат вычислений может оказаться за пределами интервала допустимых значений индекса, то есть будет произведена попытка обратиться к элементу, которого не существует. Эта типичная ошибка называется «выход за пределы массива».

Program primer _ error ;
Type
vector=array of word;
var
n: integer;
a: vector;
begin
n:=45;
a:=25;
end .

Хотя данная программа полностью соответствует синтаксису языка, и транслятор «пропустит» ее, на стадии выполнения произойдет ошибка выхода за пределы массива Паскаля. При n =45 выражение n *2=90, компьютер сделает попытку обратиться к элементу массива a , но такого элемента нет, поскольку описан массив размерностью 80.

Будем считать, что хорошая программа должна выдавать предупреждающее сообщение в случае попытки обращения к несуществующим элементам массива. Не лишним будет проверять возможный выход как за правую, так и за левую границы массива, ведь не исключено, что в результате вычисления значения выражения получится число, находящееся левее границы массива Паскаля.

Из всего этого следует сделать вывод: программисту надо быть очень аккуратным при работе с индексами массива.

Основные действия с массивами Паскаля

Как известно, определение типа данных означает ограничение области допустимых значений, внутреннее представление в ЭВМ, а также набор допустимых операций над данными этого типа. Мы определили тип данных как массив Паскаля. Какие же операции определены над этим типом данных? Единственное действие, которое можно выполнять над массивами целиком, причем только при условии, что массивы однотипны, – это присваивание. Если в программе описаны две переменные одного типа, например,

Var
a , b: array of real ;

то можно переменной a присвоить значение переменной b (a:= b). При этом каждому элементу массива a будет присвоено соответствующее значение из массива b . Все остальные действия над массивами Паскаля производятся поэлементно (это важно!) .

Ввод массива Паскаля

Для того чтобы ввести значения элементов массива, необходимо последовательно изменять значение индекса, начиная с первого до последнего, и вводить соответствующий элемент. Для реализации этих действий удобно использовать цикл с заданным числом повторений, т.е. простой арифметический цикл, где параметром цикла будет выступать переменная – индекс массива Паскаля. Значения элементов могут быть введены с клавиатуры или определены с помощью оператора присваивания.

Var
A: array of integer ;
Begin
For i:=1 to 10 do
Readln (a[i]); { ввод i- го элемента производится с клавиатуры }

Рассмотрим теперь случай, когда массив Паскаля заполняется автоматически случайными числами, для этого будем использовать функцию random (N).

Var
I: byte ; {переменная I вводится как индекс массива}
Begin
For i:=1 to 10 do
A [ i ]:= random (10); { i -му элементу массива присваивается «случайное» целое число в диапазоне от 0 до 10}

Вывод массива Паскаля

Вывод массива в Паскале осуществляется также поэлементно, в цикле, где параметром выступает индекс массива, принимая последовательно все значения от первого до последнего.

Var
A: array of integer;
I: byte ; {переменная I вводится как индекс массива}
Begin
For i:=1 to 10 do
Write (a [ i ]," "); {вывод массива осуществляется в строку, после каждого элемента печатается пробел}

Вывод можно осуществить и в столбик с указанием соответствующего индекса. Но в таком случае нужно учитывать, что при большой размерности массива все элементы могут не поместиться на экране и будет происходить скроллинг, т.е. при заполнении всех строк экрана будет печататься очередной элемент, а верхний смещаться за пределы экрана.

Var
A: array of integer;
I: byte ; {переменная I вводится как индекс массива}
Begin
For i:=1 to 10 do
Writeln ("a[", i,"]=", a[i]); { вывод элементов массива в столбик }

На экране мы увидим, к примеру, следующие значения:

a =2
a =4
a =1 и т.д.

Пример решения задачи с использованием массивов Паскаля

Задача: даны два n -мерных вектора. Найти сумму этих векторов.

Решение задачи:

• Входными данными в этой задаче будут являться два одномерных массива. Размер этих массивов может быть произвольным, но определенным. Т.е. мы можем описать заведомо большой массив, а в программе определить, сколько элементов реально будет использоваться. Элементы этих массивов могут быть целочисленными. Тогда описание будет выглядеть следующим образом:
  

  var a , b: array of integer ;

• Выходными данными будут элементы результирующего массива, назовем его c . Тип результирующего массива также должен быть целочисленным.
• Кроме трех массивов нам потребуется переменная – параметр цикла и индекс массива, назовем ее i , а также переменная n для определения количества элементов в каждом массиве.

Ход решения задачи:

• определим количество элементов (размерность) массивов, введем значение n ;
• введем массив a ;
• введем массив b ;
• в цикле, перебирая значения индекса i от 1 до n , вычислим последовательно значения элементов массива c по формуле:

  c [ i ]= a [ i ]+ b [ i ];

• выведем на экран полученный массив.

Текст программы:

Program summa;
Var
a, b, c: array of integer;
I, n: byte;
Begin
Write ("введите размерность массивов:");
Readln(n);
For i:=1 to n do
Readln (a[i]); { ввод массива a}
For i:=1 to n do
Readln (b[i]); { ввод массива b}
For i:=1 to n do
C[i]:=a[i]+b[i]; { вычисление суммы массивов }
For i:=1 to n do
write (c[i]," "); { вывод массива с }
end.

П усть нам необходимо работать с большим количеством однотипных данных. Например, у нас есть тысяча измерений координаты маятника с каким-то шагом по времени. Создавать 1000 переменных для хранения всех значений очень... обременительно. Вместо этого множество однотипных данных можно объединить под одним именем и обращаться к каждому конкретному элементу по его порядковому номеру.
Массив в си определяется следующим образом
<тип> <имя массива>[<размер>];
Например,
int a;
Мы получим массив с именем a , который содержит сто элементов типа int . Как и в случае с переменными, массив содержит мусор.
Для получения доступа до первого элемента, в квадратных скобках пишем его номер (индекс). Например

#include #include void main() { int a; a = 10; a = 333; a = 234; printf("%d %d %d", a, a, a); getch(); }

Первый элемент имеет порядковый номер 0. Важно понимать, почему. В дальнейшем будем представлять память компьютера в виде ленты. Имя массива - это указатель на адрес памяти, где располагаются элементы массива.

Рис. 1 Массив хранит адрес первого элемента. Индекс i элемента - это сдвиг на i*sizeof(тип) байт от начала

Индекс массива указывает, на сколько байт необходимо сместиться относительно начала массива, чтобы получить доступ до нужно элемента. Например, если массив A имеет тип int , то A означает, что мы сместились на 10*sizeof(int) байт относительно начала. Первый элемент находится в самом начале и у него смещение 0*sizeof(int) .
В си массив не хранит своего размера и не проверяет индекс массива на корректность. Это значит, что можно выйти за пределы массива и обратиться к памяти, находящейся дальше последнего элемента массива (или ближе).

Начальная инициализация массива.

Н апишем простую программу. Создадим массив, после чего найдём его максимальный элемент.

#include #include void main() { int a = {1, 2, 5, 3, 9, 6, 7, 7, 2, 4}; unsigned i; int max; max = a; for (i = 1; i<10; i++) { if (a[i] >

Разберём пример. Сначала мы создаём массив и инициализируем его при создании. После этого присваиваем максимальному найденному элементу значение первого элемента массива.

Max = a;

После чего проходим по массиву. Так как мы уже просмотрели первый элемент (у него индекс 1), то нет смысла снова его просматривать.
Тот же пример, только теперь пользователь вводит значения

#include #include void main() { int a; unsigned i; int max; printf("Enter 10 numbers\n"); for (i = 0; i<10; i++) { printf("%d. ", i); scanf("%d", &a[i]); } max = a; for (i = 1; i<10; i++) { if (a[i] > max) { max = a[i]; } } printf("max element is %d", max); getch(); }

В том случае, если при инициализации указано меньше значений, чем размер массива, остальные элементы заполняются нулями.

#include #include void main() { int a = {1,2,3}; unsigned i; for (i = 0; i<10; i++) { printf("%d ", a[i]); } getch(); }

Если необходимо заполнить весь массив нулями, тогда пишем

Int a = {0};

Можно не задавать размер массива явно, например

Int a = {1, 2, 3};

массив будет иметь размер 3

Размер массива

М ассив в си должен иметь константный размер. Это значит, что невозможно, например, запросить у пользователя размер, а потом задать этот размер массиву.

Printf("Enter length of array "); scanf("%d", &length); { float x; }

Создание динамических массивов будет рассмотрено дальше, при работе с указателями и памятью
В некоторых случаях можно узнать размер массива с помощью функции sizeof.

#include #include void main() { int A; //sizeof возвращает размер всего массива в байтах //Для определения количества элементов необходимо //разделить размер массива на размер его элемента int size = sizeof(A) / sizeof(int); printf("Size of array equals to %d", size); getch(); }

Но это вряд ли будет полезным. При передаче массива в качестве аргумента функции будет передаваться указатель, поэтому размер массива будет невозможно узнать.
Статические массивы удобны, когда заранее известно число элементов. Они предоставляют быстрый, но небезопасный доступ до элементов.

Переполнение массива

П ускай у вас есть такой код

Int A; int i; for (i=0; i<=10; i++) { A[i] = 1; }

Здесь цикл for задан с ошибкой. В некоторых старых версиях компиляторов этот код зацикливался. Дело в том, что переменная i располагалась при компиляции сразу за массивом A . При выходе за границы массива счётчик переводился в 1.
Массивы небезопасны, так как неправильная работа с индексом может приводить к доступу к произвольному участку памяти (Теоретически. Современные компиляторы сами заботятся о том, чтобы вы не копались в чужой памяти).
Если вы работаете с массивами, то необходимо следить за тем, чтобы счётчик не превышал размер массива и не был отрицательным. Для этого, как минимум,

• 1. Используйте тип size_t для индексирования. Он обезопасит вас от отрицательных значений и его всегда хватит для массива любого размера.
• 2. Помните, что массив начинается с нуля.
• 3. Последний элемент массива имеет индекс (размер массива - 1)

Примеры

Т еперь несколько типичных примеров работы с массивами
1. Переворачиваем массив.

#include #include //Это макрос. SIZE в коде будет заменено на 10u #define SIZE 10u void main() { int A = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; unsigned i, j; //счётчики unsigned half; //середина массива unsigned tmp; //временная переменная для обмена значениями half = SIZE / 2; //Один счётчик идёт слева напрво, другой справа налево for (i = 0, j = SIZE - 1; i < half; i++, j--) { tmp = A[i]; A[i] = A[j]; A[j] = tmp; } for (i = 0; i < SIZE; i++) { printf("%d ", A[i]); } getch(); }

Здесь незнакомая для вас конструкция

#define SIZE 10u

макрос. Во всём коде препроцессор автоматически заменит все вхождения SIZE на 10u.
2. Удаление элемента, выбранного пользователем.

#include #include #define SIZE 10u void main() { int A = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; unsigned i; //счётчик int index; //индекс, введённый пользователем //Выводим массив for (i = 0; i < SIZE; i++) { printf("(%d)=%d ", i, A[i]); } //Просим пользователя ввести валидный индекс while (1) { printf("\nEnter index of element to delete "); scanf("%d", &index); if (index > 0 && index < SIZE) { break; } } //Копируем следующий элемент массива на место удаляемого //и так до конца for (i = index; i < SIZE-1; i++) { A[i] = A; } //Выводим результат for (i = 0; i < SIZE-1; i++) { printf("(%d)=%d ", i, A[i]); } getch(); }

Удаление элемента в данном случае, конечно, не происходит. Массив остаётся того же размера, что и раньше. Мы просто затираем удаляемый элемент следующим за ним и выводим SIZE-1 элементов.
3. Пользователь вводит значения в массив. После этого вывести все разные значения, которые он ввёл.
Пусть пользователь вводит конечное число элементов, допустим 10. Тогда заранее известно, что всего различных значений будет не более 10. Каждый раз, когда пользователь вводит число будем проходить по массиву и проверять, было ли такое число введено.

#include #include #define SIZE 10u void main() { int A = {0}; unsigned i, j; int counter = 1; //сколько разных чисел введено. Как минимум одно. int input; int wasntFound; //флаг, что введённое число не было найдено //Вводим первое число. Оно ещё не встречалось. printf("0. "); scanf("%d", &A); for (i = 1; i < SIZE; i++) { printf("%d. ", i); scanf("%d", &input); wasntFound = 1; //Проверяем, встречалось ли такое число. Если да, //то выставляем флаг и выходим из цикла for (j = 0; j <= counter; j++) { if (input == A[j]) { wasntFound = 0; break; } } //Если флаг был поднят, то заносим число в массив if (wasntFound) { A = input; counter++; } } for (i = 0; i < counter; i++) { printf("%d ", A[i]); } getch(); }

4. Пользователь вводит число - количество измерений (от 2 до 10). После этого вводит все измерения. Программа выдаёт среднее значение, дисперсию, погрешность.

#include #include #include #define SIZE 20u void main() { //Коэффициенты Стьюдента идут, начиная с двух измерений const float student = {12.7, 4.3, 3.2, 2.8, 2.6, 2.4, 2.4, 2.3, 2.3}; float A; unsigned i; unsigned limit; float tmp; float sum = .0f; float mean; float disp; float absError; float relError; do { printf("Enter number of measurements "); scanf("%u", &limit); if (limit > 1 && limit < 11) { break; } } while(1); for (i = 0; i < limit; i++) { printf("#%d: ", i); scanf("%f", &A[i]); sum += A[i]; } mean = sum / (float)limit; sum = .0f; for (i = 0; i < limit; i++) { tmp = A[i] - mean; sum += tmp * tmp; } disp = sum / (float)limit; absError = student * sqrt(sum / (float)(limit - 1)); relError = absError / mean * 100; printf("Mean = %.6f\n", mean); printf("Dispertion = %.6f\n", disp); printf("Abs. Error = %.6f\n", absError); printf("Rel. Error = %.4f%", relError); getch(); }

5. Сортировка массива пузырьком

#include #include #define SIZE 10 #define false 0 #define true !false void main() { float a = {1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f, 9.0f, 0.0f}; float tmp; unsigned i, j; char flag; //Выводи массив for (i = 0; i < SIZE; i++) { printf("%.3f ", a[i]); } printf("\n"); //Пока массив не отсортирован do { flag = false; //Проходим по массиву. Если следующий элемент больше предыдущего, то //меняем их местами и по новой проверяем массив for (i = 1; i < SIZE; i++) { if (a[i] > a) { tmp = a[i]; a[i] = a; a = tmp; flag = true; } } } while(flag == true); //Выводим отсортированный массив for (i = 0; i < SIZE; i++) { printf("%.3f ", a[i]); } getch(); }

6. Перемешаем массив. Воспользуемся для этого алгоритмом