Объявление массива си. Программирование. Одномерные массивы Pascal-Паскаль

Объявление массива в Си
Массив (Array) относится к вторичным типам данных. Массив в Си представляет собой коллекция явно определенного размера элементов определенного типа. то есть в отличие от массивов в Ruby массивы в Си являются однотипными (хранят данные только одного типа) и имеют заранее определенную длину (размер).

В Си массивы можно грубо разделить на 2 типа: массив чисел и массив символов. Разумеется, такое деление абсолютно условное ведь символы — это также целые числа. Массивы символов также имеют несколько иной синтаксис. Ниже приведены примеры объявления массивов:

Int arr; int a = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}; char ch = {"R","u","b","y","D","e","v",".","r","u"}; char ch2 = "сайт";

В первом случае мы объявляем массив целых чисел (4 байта на число) размером в 100 элементов. Точнее мы резервируем память для хранения 100 элементов типа int.

Во втором случае мы определяем массив из 10 целочисленных элементов и сразу же присваиваем элементам массива значения.

В третьем случае мы определяем массив символов. В Си нету строк, но есть массивы символов, которые заменяют строки.

В последнем случае мы также объявляем массив символов с помощью специального — более лаконичного синтаксиса. Массивы ch и ch2 практически идентичны, но есть одно отличие. Когда для создания массива мы используем синтаксис со строковой константой, то в конец массива символов автоматически добавляется символ \0, при использовании стандартного синтаксиса обявления массива мы должны самостоятельно добавлять \0 в качестве последнего элемента массива символов. Символ \0 (null) используется для идентификации конца строки. О страках мы поговорим более подробно в отдельной статье.

Обращение к элементам массива в Си

В Си обращение к элементам массива достаточно тривиально и похоже на то как это делается в большинстве других языков программирования. После имени переменной ссылающейся на массив мы в квадратных скобках указываем индекс (еще его называют ключом) элемента. В примере ниже показано как мы обращаемся к первому элементу массива:

#include int main() { int arr; int a = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}; char ch = {"R","u","b","y","D","e","v",".","r","u"} ; char ch2 = "сайт"; printf("%d\n", arr); printf("%c\n", ch); }

Код printf(«%d\n», a); напечатает 2, а не 1 потому, что индексация массивов начинается с 0 и лишнее подтверждение тому строка printf(«%c\n», ch); , которая напечатает символ «R» — нулевой элемент массива ch.

В общем случае объявление массива имеет следующий синтаксис:

тип_данных имя_переменной[<количество_элементов>] = <список, элементов, массива>

Количество элементов массива и список элементов являются обязательными атрибутами объявления массива, точнее обязательным является любое одно из них, но не оба сразу.

Для того, чтобы вникнуть в устройство массивов необходимо познакомиться с такой концепцией как указатели в Си.

Указатели в Си
Типы данных необходимы для того, чтобы мочь выделить кусок памяти определенного размера для хранения данных и определения того, что это за данные ибо без явного определения непонятно является ли набор нулей и единиц числом, символом или чем-нибудь еще. В этом случае переменная является ссылкой на фрагмент памяти определенного размера и типа, например, int переменная ссылается на определенную область памяти объемом 4 байта, в которой хранится целое число, а char переменная ссылается на область памяти объемом 1 байт в которой хранится символ (код символа).

Чтобы получить адрес на который ссылается переменная мы используем специальный оператор & — оператор адреса (address operator), пример:

#include int main() { int arr; int a = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}; char ch = {"R","u","b","y","D","e","v",".","r","u"} ; char ch2 = "сайт"; int num = 100500; printf("%p\n", &arr); }

Строка printf(«%p\n», &arr); напечатает 0xbfbbe068. 0xbfbbe068 — шестнадцатеричное представление адреса памяти где хранится число 100500.

Указатели — это переменные специального типа, которые хранят не обыкновенные значения, но их адреса в памяти.

#include int main() { int a, b; b = a = 10; printf("A: %p\n", &a); printf("B: %p\n", &b); }

$ ./program
A: 0xbfe32008
B: 0xbfe3200c

В примере выше мы присваиваем переменным a и b одинаковое значение — число 10, но переменные a и b ссылаются на две разные области памяти, то есть мы сохраняем в памяти число 10 два раза. Если мы изменим значение переменной b, то оно это не отразится на переменной a и наоборот. Это отличается от того, как мы работаем с переменными в Ruby, где переменные — это ссылки на объекты хранимые в памяти, и при присваивании в стиле a = b = 10 мы получаем один объект — число 10 и две ссылки на него.

#include int main() { int a = 10; int * b = &a; printf("A:\n\taddress: %p\n\tvalue: %d\n",&a, a); printf("B:\n\taddress: %p\n\tvalue: %d\n",b, *b); }

Результат выполнения:

$ ./program
A:
address: 0xbfed0fa8
value: 10
B:
address: 0xbfed0fa8
value: 10

Указатели и массивы

На самом деле в Си нет массивов в привычном для многих людей понимании. Любой массив в Си — это просто ссылка на нулевой элемент массива. Пример:

#include int main() { int a = {10,20,30}; printf("a-Address:%p\n", &a); printf("a-Address:%p\n", &a); printf("a-Value:%d\n", a); printf("a-Size:%d\n", sizeof(a)); }

Результат:

$ ./program
a-Address:0xbfc029b4
a-Address:0xbfc029b4
a-Value:10
a-Size:12

Как видите я вас не обманул, переменная ссылающаяся на массив на самом деле ссылается только на его нулевой элемент, то есть является указателем на адрес хранения первого элемента.

Когда мы запускаем программу, то операционная система предоставляет программе два особых объема памяти — стек (stack) и кучу (heap). В нашей программе используется только стек. Стек хранит значения упорядочено. Когда мы создаем массив, мы на самом деле создаем указатель ну нулевой элемент коллекции элементов и резервируем память для N-количества элементов. В примере выше мы создали коллекцию из 3 элементов типа int, т.е. каждый элемент занимает 4 байта памяти. Когда мы воспользовались функцией sizeof(), которая возвращает размер в байтах переданного ей аргумента, то получили значение 12 т.е. массив занимает 12 байт памяти: 3элемента * 4 байта. Поскольку для хранения элементов коллекции используется стек — элементы сохраняются по порядку, то есть занимают соседние области стека, а это означает, что мы можем перемещаться по коллекции зная позицию элемента и размер коллекции. Пример:

#include int main() { int a = {10,20,30,40,10}, i; for(i = 0; i <= sizeof(a)/sizeof(int); i++) printf("a[%d] has %d in %p\n", i, a[i], &a[i]); }

Результат:

$ ./program
a has 10 in 0xbfbeda88
a has 20 in 0xbfbeda8c
a has 30 in 0xbfbeda90
a has 40 in 0xbfbeda94
a has 10 in 0xbfbeda98
a has 5 in 0xbfbeda9c

Программа напечатала нам информацию о массиве из 5 элементов: номер элемента, значение и адрес в памяти. Обратите внимание на адреса элементов — это то, о чем я вам говорил. Адреса идут подряд и каждый следующий больше предыдущего на 4. В 5 элементе коллекции, которого мы на самом деле не объявляли хранится общее количество элементов коллекции. Самое интересное — это то, что мы можем аналогичным образом использовать и указатели для прохода по массиву. Пример:

#include int main() { int a = {10,20,30,40,10}, i; int * b = a; for(i = 0; i <= sizeof(a)/sizeof(int); i++) printf("a[%d] has %d in %p\n", i, *(b + i), b + i); }

Примечания

1. Обратите внимание на то, что указателю b мы присваиваем не адрес массива a, а само значение переменной a, ведь a это, по сути и есть указатель.

2. Использование квадратных скобой с указанием индексов элементов массива — это такой синтаксический сахар в Си для более удобного и понятного обращения к элементам коллекции.

3. Как я уже говорил, в Си нету традиционных массивов потому, я называю их коллекциями для того, чтобы подчеркнуть эту особенность Си.

4. Адрес 1 элемента массива больше адреса 0 элемента массива на объем памяти выделяемой под хранение элемента данного типа. Мы работаем с элементами типа int, для хранения каждого из которых используется 4 байта. Адрес элемента массива в памяти и вообще любых данных — это адрес первого байта выделяемой под его хранение памяти.

5. Для упрощения понимания представьте, что память компьютера — это огромный кинотеатр, где места пронумерованы от 0 до, скачем 1_073_741_824. У данных типа char задница нормального размера и они помещаются в одном кресле (занимают один байт), а у толстых посетителей типа long double задницы огромные и каждый из них вмещается только на 10 сидениях. Когда у толстых посетителей кинотеатра спрашивают номер их места, они говорят только номер первого кресла, а количество и номера всех остальных кресел можно легко вычислить исходя из комплекции посетителя (типа данных). Массивы можно представить в виде групп однотипных посетителей кинотеатра, например группа худеньких балерин типа char из 10 человек займет 10 мест потому, что char вмещается в одном кресле, а группа любителей пива состоящая из 5 человек типа long int займет 40 байт.

6. У операторов & и * имеется несколько популярных названий, но вы можете называть их хоть Васей и Петей. Главное, что стоит запомнить — это:

& — показывает номер первого занятого посетителем кинотеатра сидения. То есть адрес первого занимаемого байта.

* — позволяет обратиться к посетителю сищящему на определенном месте. То есть позволяет получить значение, что хранится по определенному адресу в памяти.

На этом статья окончена, но не окончена тема массивов и указателей, а тем более изучения всего языка Си.

Responses

1. anonymouse says:
   

   Проверь, действительно ли эти два массива одинаковы:
   char ch = {‘R’,"u’,"b’,"y’,"D’,"e’,"v’,’.’,"r’,"u’};
   char ch2 = «сайт»;
   Во втором случае массив содержит на один элемент больше, /0, который используется как ограничитель при печати, копировании строк и так далее.

2. admin says:
   

   На самом деле оба массива содержат символ \0 в качестве 10 элемента, по этому они действительно одинаковы, но о символе \0 я расскажу в отдельной статье посвященной символьным массивам и строкам.

3. anonymouse says:
   

   Да, ты оказался прав, я написал тот комментарий до того как сам проверил вот этот код в GCC:
   #include
   #include

   int main(void)
   {
   char ch = {‘R’,"u’,"b’, ‘y’, ‘D’, ‘e’, ‘v’, ‘.’, ‘r’, ‘u’};
   char ch2 = «сайт»;

   printf(«%x\n», ch[ strlen(ch) ]);

   return 0;
   }
   Печатает ноль.

4. admin says:
   

   Самое интересно, что если верить спецификации ANSI C, то ты прав ведь там ничего не сказано об автодобавлении нулевого символа в конец массива символов созданного стандартным для массивов способом (и в K&R это в обоих вариантах делается явно). Думаю, это или отличие в С99 или в компиляторе дело, так как производители компиляторов реализуют возможности С99 в основном частично, а некоторые добавляют что-то свое. Теперь понятно, почему выбор компилятора так важен. Нужно будет над этим вопросом попозже поработать и написать статью о различиях компиляторов Си, поддержке ими С99 и различиях между ANSI C и C 99.

5. admin says:
   

   Провел расследование, все таки я дезинформировал тебя. В традиционном синтаксисе \0 не добавляется, это просто такое совпадение, что следующим в стеке идет символ \0, но он не относится к массиву символов. Если использовать strlen() то явно видна разница в 1 символ между традиционным синтаксисом создания массива. где символы просто перечисляются и использованием строковой константы. null-символ добавляется автоматически только в конец массива символов созданного при помощи строковой констранты.

6. andr says:
   

   Очень много вводящих в заблуждение высказываний. Такими статьями начинающих программистов только портить. :)
   Например, «В 5 элементе коллекции, которого мы на самом деле не объявляли хранится общее количество элементов коллекции.», — вот это невиданные сказки. В языке С нигде не хранится длина массивов. В этом примере происходит выход за пределы массива ‘a’, т.к. для 5-ти элементов массива последний индекс == 4, а ты его индексируешь до 5-ти. Тем самым обращаешься по адресу переменной i, которую компилятор разместил в памяти сразу после массива, поэтому на последнем цикле (когда i == 5) и получаешь в результате 5-ку на выходе.

   «Как я уже говорил, в Си нету традиционных массивов потому, я называю их коллекциями для того, чтобы подчеркнуть эту особенность Си.» — это совсем что-то непонятное. Что такое «традиционные массивы»? Коллекции, кстати, это более широкий термин. Под определение коллекций подходят массивы, списки, матрицы, стеки и даже хеш-таблицы. Зачем вводить неподходящие термины и вводить в заблуждение читателей?

7. admin says:
   

   andr спасибо за замечание. Я только недавно начал изучать Си, и это были мои предположения. Си несколько непривычен для меня, вот и получаются такие ошибки. Скоро поправлю.

8. faustman says:
   

   Про худеньких балерин и группу любителей пива хорошо сказал!))

9. Myname says:
   

   А у меня gcc a, которое, вы говорите, хранит количество элементов, выдает значение 32767.

Пожалуйста, приостановите работу AdBlock на этом сайте.

Массив – это простейший составной тип данных. Когда мы обсуждали переменные, у нас была хорошая аналогия с коробкой. Вернёмся к ней. Если переменная – это один ящик, то массив – это несколько пронумерованных одинаковых ящиков, которые имеют одно и то же имя, а различаются между собой только порядковым номером.

Рис.1 Переменные и массивы. Аналогия с коробками.

На картинке выше изображено три массива:

• целочисленный массив из 8 элементов с именем arr_int
• вещественный массив из 11 элементов с именем arr_float
• символьный массив из 6 элементов с именем arr_char

У массива, как и у переменной, имеются свои имя и тип данных. Кроме того, у массива ещё есть одна дополнительная характеристика – размер массива. Размер массива – количество элементов, которые могут в нём храниться. В нашей аналогии с коробочками это количество коробок.

Обратите внимание!

Нумерация элементов массива начинается с нуля, а не с единицы.

Объявление и инициализация массива

Объявление массива очень похоже на объявление переменной. Отличие лишь в том, что следует дополнительно указать размер массива в квадратных скобках. Вот несколько примеров:

Листинг 1.

Int arr_int; double arr_float; float number;

На имя массива накладываются ограничения, аналогичные тем, которые накладываются на имя переменной.

Правило именования массивов

Имя массива – любая последовательность символов, цифр и знака нижнего подчеркивания «_», которая начинается с буквы. Регистр букв важен.

Вот ещё несколько примеров объявления массивов:

Листинг 2.

Int grades, order; double prices;

Массиву, как и любой переменной, можно присвоить начальные значения при объявлении. Если элементам массива не присвоить никакого значения, то в них будет храниться мусор, как и в обычных переменных.

Листинг 3.

Int arr_int = {2, 5, 5, 3, 4}; double arr_float = {1.2, -2.3, 4.5, 3.83, 0.01, -0.12, 44.2, 123.7, 23.44, -3.7, 7};

Если нужно присвоить нулевые значения всем элементам массива, то можно сделать вот так:

Листинг 4.

Double arr = {0};

Работа с отдельными элементами массива

Чтобы обратиться к отдельному элементу массива, необходимо написать его имя и порядковый номер в квадратных скобках. Не забывайте, что нумерация начинается с нуля, а не с единицы.

Давайте, например, выведем элементы массива из пяти элементов на экран.

Листинг 5.

#include int main(void){ int arr = {2, 4, 3, 5, 5}; printf("%d %d %d %d %d\n",arr, arr, arr, arr, arr); return(0); }

Конечно, если массив будет очень большой, то выводить его поэлементно подобным образом то ещё удовольствие. Да и с маленькими массивами так никто не делает. Лучше и правильнее использовать циклы. Например:

Листинг 6.

#include int main(void){ int arr = {0}; for(int i = 0; i < 100; i = i + 1){ arr[i] = 2*i; } for(int i = 0; i < 100; i = i + 1){ printf("%d\t",arr[i]); } return(0); }

Программа в первом цикле сохраняет в массив первую сотню чётных чисел, а во втором цикле выводит их на экран.

Вооружившись новыми инструментами, давайте перепишем нашу программу из начала урока так, чтобы она использовала массив для хранения статистики выпадения случайных чисел.

Листинг 7.

#include #include #include int main(void) { srand(time(NULL)); int count = {0}; int rand_number; for (int i = 0; i < 100000; i = i + 1){ rand_number = rand()%3; count = count + 1; } for(int i = 0; i < 3; i = i + 1){ printf("%d - %d\n", i, count[i]); } return 0; }

Обратите внимание на приём, который используется в этой программе.
В нулевом элементе массива хранится количество выпадений числа 0 , в первом элементе – количество выпадений числа 1 , во втором элементе – числа 2 . То есть само сгенерированное число позволяет определить, к какому элементу массива необходимо добавить единичку. Поэтому необходимость в операторе выбора switch отпадает. Удобно, не так ли?

Еще одним видом массивов C# являются массивы массивов, называемые также изрезанными массивами (jagged arrays). Такой массив массивов можно рассматривать как одномерный массив, элементы которого являются массивами, элементы которых, в свою очередь, снова могут быть массивами, и так может продолжаться до некоторого уровня вложенности.

В каких ситуациях может возникать необходимость в таких структурах данных? Эти массивы могут применяться для представления деревьев, у которых узлы могут иметь произвольное число потомков. Таковым может быть, например, генеалогическое дерево. Вершины первого уровня -Fathers , представляющие отцов, могут задаваться одномерным массивом, так что Fathers [ i ] - этоi -й отец. Вершины второго уровня представляются массивом массивов -Children , так чтоChildren [ i ] - это массив детейi -го отца, аChildren [ i ][ j ] - это j-й ребенокi -го отца. Для представления внуков понадобится третий уровень, так чтоGrandChildren [ i ][ j ][ k ] будет представлять к -го внукаj -го ребенка i -го отца.

Есть некоторые особенности в объявлении и инициализации таких массивов. Если при объявлении типа многомерных массивов для указания размерности использовались запятые, то для изрезанных массивов применяется более ясная символика - совокупности пар квадратных скобок; например, int [ ] задает массив, элементы которого - одномерные массивы элементов типа int .

Сложнее с созданием самих массивов и их инициализацией. Здесь нельзя вызвать конструкторnew int , поскольку он не задает изрезанный массив. Фактически нужно вызывать конструктор для каждого массива на самом нижнем уровне. В этом и состоит сложность объявления таких массивов. Начнем с формального примера:

//массив массивов - формальный пример
//объявление и инициализация
int [ ] jagger = new int [ ] {
new int[ ] {5, 7, 9, 11},
new int[ ] {2, 8},
new int[ ] {6, 12, 4}
};

Массивjagger имеет всего два уровня. Можно считать, что у него три элемента, каждый из которых является массивом. Для каждого такого массива необходимо вызвать конструкторnew , чтобы создать внутренний массив. В данном примере элементы внутренних массивов получают значение, будучи явно инициализированы константными массивами. Конечно, допустимо и такое объявление:

int [ ] jagger 1 = new int [ ] {
new int ,
new int ,
new int
};

В этом случае элементы массива получат при инициализации нулевые значения. Реальную инициализацию нужно будет выполнять программным путем. Стоит заметить, что в конструкторе верхнего уровня константу 3 можно опустить и писать простоnew int [ ] . Вызов этого конструктора можно вообще опустить - он будет подразумеваться:

int [ ] jagger 2 = {
new int,
new int,
new int
};

А вот конструкторы нижнего уровня необходимы. Еще одно важное замечание - динамические массивы возможны и здесь. В общем случае, границы на любом уровне могут быть выражениями, зависящими от переменных. Более того, допустимо, чтобы массивы на нижнем уровне были многомерными.

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».

Пример программы с ошибкой массива Паскаля

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.

Пример фрагмента программы ввода массива Паскаля

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).

Пример фрагмента программы заполнения массива Паскаля случайными числами

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.

Пример фрагмента программы вывода массива Паскаля

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.

Пример программы вывода массива Паскаля в столбик

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:

Пример программы суммирования векторов

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.

Массив это структура данных, представленная в виде группы ячеек одного типа, объединенных под одним единым именем. Массивы используются для обработки большого количества однотипных данных. Имя массива является , что такое указатели расскажу немного позже. Отдельная ячейка данных массива называется элементом массива. Элементами массива могут быть данные любого типа. Массивы могут иметь как одно, так и более одного измерений. В зависимости от количества измерений массивы делятся на одномерные массивы, двумерные массивы, трёхмерные массивы и так далее до n-мерного массива. Чаще всего в программировании используются одномерные и двумерные массивы, поэтому мы рассмотрим только эти массивы.

Одномерные массивы в С++

Одномерный массив — массив, с одним параметром, характеризующим количество элементов одномерного массива. Фактически одномерный массив — это массив, у которого может быть только одна строка, и n-е количество столбцов. Столбцы в одномерном массиве — это элементы массива. На рисунке 1 показана структура целочисленного одномерного массива a . Размер этого массива — 16 ячеек.

Рисунок 1 — Массивы в С++

Заметьте, что максимальный индекс одномерного массива a равен 15, но размер массива 16 ячеек, потому что нумерация ячеек массива всегда начинается с 0. Индекс ячейки – это целое неотрицательное число, по которому можно обращаться к каждой ячейке массива и выполнять какие-либо действия над ней (ячейкой).

//синтаксис объявления одномерного массива в С++: /*тип данных*/ /*имя одномерного массива*/; //пример объявления одномерного массива, изображенного на рисунке 1: int a;

где, int —целочисленный ;

А — имя одномерного массива;
16 — размер одномерного массива, 16 ячеек.

Всегда сразу после имени массива идут квадратные скобочки, в которых задаётся размер одномерного массива, этим массив и отличается от всех остальных переменных.

//ещё один способ объявления одномерных массивов int mas, a;

Объявлены два одномерных массива mas и а размерами 10 и 16 соответственно. Причём в таком способе объявления все массивы будут иметь одинаковый тип данных, в нашем случае — int .

// массивы могут быть инициализированы при объявлении: int a = { 5, -12, -12, 9, 10, 0, -9, -12, -1, 23, 65, 64, 11, 43, 39, -15 }; // инициализация одномерного массива

Инициализация одномерного массива выполняется в фигурных скобках после знака равно , каждый элемент массива отделяется от предыдущего запятой.

Int a={5,-12,-12,9,10,0,-9,-12,-1,23,65,64,11,43,39,-15}; // инициализации массива без определения его размера.

В данном случае компилятор сам определит размер одномерного массива. Размер массива можно не указывать только при его инициализации, при обычном объявлении массива обязательно нужно указывать размер массива. Разработаем простую программу на обработку одномерного массива.

// array.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" #include << "obrabotka massiva" << endl; int array1 = { 5, -12, -12, 9, 10, 0, -9, -12, -1, 23, 65, 64, 11, 43, 39, -15 }; // объявление и инициализация одномерного массива cout << "indeks" << "\t\t" << "element massiva" << endl; // печать заголовков for (int counter = 0; counter < 16; counter++) //начало цикла { //вывод на экран индекса ячейки массива, а затем содержимого этой ячейки, в нашем случае - это целое число cout << "array1[" << counter << "]" << "\t\t" << array1 << endl; } system("pause"); return 0; }

// код Code::Blocks

// код Dev-C++

// array.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include using namespace std; int main(int argc, char* argv) { cout << "obrabotka massiva" << endl; int array1 = { 5, -12, -12, 9, 10, 0, -9, -12, -1, 23, 65, 64, 11, 43, 39, -15 }; // объявление и инициализация одномерного массива cout << "indeks" << "\t\t" << "element massiva" << endl; // печать заголовков for (int counter = 0; counter < 16; counter++) //начало цикла { //вывод на экран индекса ячейки массива, а затем содержимого этой ячейки, в нашем случае - это целое число cout << "array1[" << counter << "]" << "\t\t" << array1 << endl; } return 0; }

В строках 10 — 11 объявлен и проинициализирован целочисленный одномерный массив с именем array1 , размер которого равен 16 ячейкам, то есть такой массив может хранить 16 чисел. Любая обработка массива осуществима только совместно с циклами. Какой цикл выбрать для обработки массива — это вам решать. Но лучше всего для этой задачи подходит . Переменную-счётчик counter будем использовать для обращения к элементам одномерного массива array1 . В условии продолжения цикла for стоит строгий знак неравенства, так как шестнадцатого индекса в одномерном массиве array1 нет. А так как нумерация ячеек начинается с нуля, то элементов в массиве 16. В теле цикла for оператор cout печатает элементы одномерного массива (см. Рисунок 2).

Obrabotka massiva indeks element massiva array1 5 array1 -12 array1 -12 array1 9 array1 10 array1 0 array1 -9 array1 -12 array1 -1 array1 23 array1 65 array1 64 array1 11 array1 43 array1 39 array1 -15 Для продолжения нажмите любую клавишу. . .

Рисунок 2 — Массивы в С++

Разработаем ещё одну программу на обработку одномерного массива в С++. Программа должна последовательно считывать десять введённых чисел с клавиатуры. Все введённые числа просуммировать, результат вывести на экран.

// array_sum.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" #include << "Enter elementi massiva: " << endl; int sum = 0; for (int counter = 0; counter < 10; counter++) // цикл для считывания чисел cin >> << "array1 = {"; for (int counter = 0; counter < 10; counter++) // цикл для вывода элементов массива cout << array1 << " "; // выводим элементы массива на стандартное устройство вывода for (int counter = 0; counter < 10; counter++) // цикл для суммирования чисел массива sum += array1; // суммируем элементы массива cout << "}\nsum = " << sum << endl; system("pause"); return 0; }

// код Code::Blocks

// код Dev-C++

// array_sum.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include using namespace std; int main(int argc, char* argv) { int array1; // объявляем целочисленный массив cout << "Enter elementi massiva: " << endl; int sum = 0; for (int counter = 0; counter < 10; counter++) // цикл для считывания чисел cin >> array1; // считываем вводимые с клавиатуры числа cout << "array1 = {"; for (int counter = 0; counter < 10; counter++) // цикл для вывода элементов массива cout << array1 << " "; // выводим элементы массива на стандартное устройство вывода for (int counter = 0; counter < 10; counter++) // цикл для суммирования чисел массива sum += array1; // суммируем элементы массива cout << "}\nsum = " << sum << endl; return 0; }

Перед тем как выполнять обработку массива его необходимо объявить, причём размер одномерного массива равен 10, так как это оговорено условием задачи. В переменной sum будем накапливать сумму элементов одномерного массива. Первый цикл for заполняет объявленный одномерный массив, введёнными с клавиатуры числами, строки 12 — 13 . Переменная счётчик counter используется для последовательного доступа к элементам одномерного массива array1 , начиная с индекса 0 и до 9-го включительно. Второй цикл for выводит на экран элементы массива, строки 15 — 16 . Третий цикл for последовательно считывает элементы одномерного массива и суммирует их, сумма накапливается в переменной sum , строки 17 — 18 . Результат работы программы смотреть на рисунке 3.

Enter elementi massiva: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 array1 = {0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 } sum = 45 Для продолжения нажмите любую клавишу. . .

Рисунок 3 — Массивы в С++

Сначала последовательно были введены все 10 чисел, после чего отобразился одномерный массив, и напечаталась сумма чисел массива.

Двумерные массивы в С++

До этого момента мы рассматривали одномерные массивы, которыми не всегда можно ограничиться. Допустим, необходимо обработать некоторые данные из таблицы. В таблице есть две характеристики: количество строк и количество столбцов. Также и в двумерном массиве, кроме количества элементов массива, есть такие характеристики как, количество строк и количество столбцов двумерного массива. То есть, визуально, двумерный массив — это обычная таблица, со строками и столбцами. Фактически двумерный массив — это одномерный массив одномерных массивов. Структура двумерного массива, с именем a , размером m на n показана ниже (см. Рисунок 4).

Рисунок 4 — Массивы в С++

где, m — количество строк двумерного массива;
n — количество столбцов двумерного массива;
m * n — количество элементов массива.

// синтаксис объявления двумерного массива /*тип данных*/ /*имя массива*/;

В объявлении двумерного массива, также как и в объявлении одномерного массива, первым делом, нужно указать:

• тип данных;
• имя массива.

После чего, в первых квадратных скобочках указывается количество строк двумерного массива, во вторых квадратных скобочках — количество столбцов двумерного массива. Двумерный массив визуально отличается от одномерного второй парой квадратных скобочек. Рассмотрим пример объявления двумерного массива. Допустим нам необходимо объявить двумерный массив, с количеством элементов, равным 15. В таком случае двумерный массив может иметь три строки и пять столбцов или пять строк и три столбца.

// пример объявление двумерного массива: int a;

• a — имя целочисленного массива
• число в первых квадратных скобках указывает количество строк двумерного массива, в данном случае их 5;
• число во вторых квадратных скобках указывает количество столбцов двумерного массива, в данном случае их 3.

// инициализация двумерного массива: int a = { {4, 7, 8}, {9, 66, -1}, {5, -5, 0}, {3, -3, 30}, {1, 1, 1} };

В данном массиве 5 строк, 3 столбца. после знака присвоить ставятся общие фигурные скобочки, внутри которых ставится столько пар фигурных скобочек, сколько должно быть строк в двумерном массиве, причём эти скобочки разделяются запятыми. В каждой паре фигурных скобочек записывать через запятую элементы двумерного массива. Во всех фигурных скобочках количество элементов должно совпадать. Так как в массиве пять строк, то и внутренних пар скобочек тоже пять. Во внутренних скобочках записаны по три элемента, так как количество столбцов — три. Графически наш массив будет выглядеть, как двумерная таблица (см. Рисунок 5).

Рисунок 5 — Массивы в С++

В каждой ячейке двумерного массива a показано значение, в нижнем правом углу показан адрес данной ячейки. Адресом ячейки двумерного массива является имя массива, номер строки и номер столбца.

Разработаем несложную программу, на обработку двумерного массива, которая называется «Лабиринт». Лабиринт должен быть построен на основе двумерного массива. Размер лабиринта выберем на свое усмотрение.

// array2.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" #include < 33; i++) //переключение по строкам { for (int j = 0; j < 20; j++)// переключение по столбцам if (mas[i][j] == 1) { // вывести два раза символ (номер которого 176 в таблице аски) в консоль cout << static_cast(176); cout << static_cast(176); } else cout << " "; // вывести два пробела cout << endl; } system("pause"); return 0; }

// код Code::Blocks

// код Dev-C++

// array2.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include using namespace std; int main(int argc, char* argv) { // 1-условно "стенки лабиринта" // 2-"правильный путь, выход из лабиринта" // 0-"ложный путь" int mas = { {1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,}, // инициализация двумерного массива {1,2,1,0,0,1,0,1,2,2,2,1,1,1,1,0,0,0,0,1,}, {1,2,1,1,0,1,0,1,2,1,2,2,2,2,1,0,1,1,0,1,}, {1,2,2,2,2,2,2,1,2,1,1,1,1,2,1,0,0,1,0,1,}, {1,1,1,1,1,1,2,1,2,1,0,0,1,2,1,1,0,1,0,1,}, {1,0,0,1,0,0,2,2,2,1,1,0,0,2,0,0,0,1,0,1,}, {1,0,1,1,0,1,1,1,1,1,0,0,1,2,1,1,1,1,0,1,}, {1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,2,1,0,0,0,0,1,}, {1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,2,2,2,2,1,0,1,1,1,1,}, {1,1,0,0,0,1,0,0,1,1,2,1,1,1,1,0,0,0,0,1,}, {1,0,0,1,0,0,0,0,0,1,2,2,2,2,1,1,1,1,0,1,}, {1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,0,0,0,0,1,}, {1,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,1,0,1,1,1,1,}, {1,2,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,}, {1,2,1,0,0,0,1,2,2,2,1,0,0,0,0,0,1,1,0,1,}, {1,2,1,1,1,1,1,2,1,2,1,1,1,0,1,0,0,0,0,1,}, {1,2,1,2,2,2,1,2,1,2,2,2,1,1,1,1,1,1,1,1,}, {1,2,1,2,1,2,1,2,1,0,1,2,2,2,2,2,2,2,2,1,}, {1,2,1,2,1,2,1,2,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,}, {1,2,1,2,1,2,1,2,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,2,1,}, {1,2,1,2,1,2,2,2,1,0,1,1,1,1,1,1,0,1,2,1,}, {1,2,1,2,1,1,1,1,1,0,0,0,1,0,1,0,0,1,2,1,}, {1,2,1,2,2,1,0,0,1,1,1,0,0,0,1,0,1,1,2,1,}, {1,2,1,1,2,1,1,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,1,2,1,}, {1,2,1,1,2,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,}, {1,2,1,1,2,1,1,0,1,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,1,}, {1,2,1,1,2,1,0,0,1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,}, {1,2,1,1,2,1,0,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,2,2,}, {1,2,1,1,2,1,0,0,1,2,1,1,2,2,2,2,2,2,2,1,}, {1,2,1,1,2,1,0,1,1,2,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,}, {1,2,1,1,2,1,0,0,1,2,1,1,2,1,0,0,0,1,0,1,}, {1,2,2,2,2,1,0,1,1,2,2,2,2,0,0,1,0,0,0,1,}, {1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,} }; // два цикла - внутренний и внешний, осуществляющие обращение к каждому элементу массива for (int i = 0; i < 33; i++) //переключение по строкам { for (int j = 0; j < 20; j++)// переключение по столбцам if (mas[i][j] == 1) { // вывести два раза символ (номер которого 176 в таблице аски) в консоль cout << static_cast(176); cout << static_cast(176); } else cout << " "; // вывести два пробела cout << endl; } return 0; }

Правильный и ложный пути можно было бы обозначать одной и той же цифрой, например, нулём, но для наглядности правильный путь обозначен цифрой 2. Инициализация массива выполнялась вручную, только для того, что бы упростить программу. Так как в программе выполняется обработка двумерного массива, нужны два цикла, для переключения между элементами двумерного массива. Первый цикл for выполняет переключение между строками двумерного массива. Так как строк в двумерном массиве 33, то и переменная-счетчик i инкрементируется от 0 до 33, строка 46 . Внутри первого цикла стоит цикл for , который переключается между элементами строки двумерного массива. В теле второго цикла for внутри выполняетcя унарная операция преобразования типа данных — static_cast<>() , которая печатает символ , под номером 176. операция преобразования типов данных дублируется для увеличения ширины лабиринта. Результат работы программы (см. Рисунок 6).

Рисунок 6 — Массивы в С++