Массив – это своеобразная структура данных. Она хранит в себе набор знаний (элементов массива), которые идентифицируются по индексу или их так называемому сочетанию, принимающему целые значение из некоторого заданного промежутка. Последний должен быть обязательно непрерывным.
Массивы, которые хранят в своем составе неупорядоченные сведения – это множества. С ними знаком каждый математик. Массивы одномерного типа – это реализация абстрактного типа данных. Носит название вектора. В отдельных языках программирования соответствующий элемент кода может носить название:
Далее предстоит разобраться с тем, что собой представляют массивы в программировании. Рассмотрим в качестве примеров несколько языков программирования. Упомянутые ранее элементы в них работают со своими особенностями, хоть и примерно одинаково. Предстоит разобраться с видами, а также ключевыми нюансами каждого типа «упорядоченного множества». Также нужно будет изучить принципы заполнения массива в том или ином случае.
ИНФОРМАТИКА 9 класс: Массивы в Паскале | Одномерные массивы. Описание, заполнение вывод массива
Разновидности
Перед началом работы с соответствующим элементом разработки нужно выяснить, каким он может быть. Различают самые разные размерности массивов. Это – количество индексов, необходимое для однозначной (конкретизированной) адресации элемента в пределах заданного «упорядоченного множества». Здесь можно выделить следующие виды:
- Одномерные. Индекс будет всего один.
- Двумерные. «Адресов обращения» два.
- Три и более. Встречаются на практике крайне редко.
Огромную роль играет форма (или структура). Она представлена сведениями о количестве размерностей и размере (протяженности) массива по каждой размерностей. Может выступать в виде самостоятельного одномерного массива.
Изучаемый элемент в элементарном случае обладает константной длиной по всем размерностям, а также способен содержать данные только одного, прописанного при описании, типа. Некоторые языки разработки поддерживают так называемые динамические массивы. У них длина может корректироваться в процессе выполнения заданного программного кода.
Также есть гетерогенные массивы – хранящие в разных элементах информацию совершенно разных типов. В языках разработки принято выделять специфические массивные виды:
- ассоциативные;
- деревья отрезков;
- разреженные;
- параллельные;
- V-списки.
Одномерные массивы обладают нестрогим соответствием векторам, а двумерные – матрицам. Это – самые распространенные варианты. Именно с ними предстоит работать далее.
Индексы – общие понятия
Индекс меняется в зависимости от выбранного программистом языка разработки. Можно выделить три типа «упорядоченных множеств»:
- с отчетом с нуля;
- отсчет начинается с единички;
- отсчет от специфического значения, которое заранее задается разработчиком.
Первый вариант предусматривается преимущественно в низкоуровневых языках разработки, но и в ЯП высокого уровня тоже встречается. Пример – СИ-семейство. В некоторых языках разработки допускается определение диапазона индексов в виде произвольного диапазона значений любого типа данных, приводимого к целому. Это – набор перечислений, целых, а также символов.
Логический тип данных тут тоже применяется. Такой вариант актуален для Модула-2, Ада и Паскаль.
Несколько слов о динамическом типе
Динамический массив – это «упорядоченное множество», размер которого умеет меняться по мере работы приложения. Обычные массивы носят название статистических или фиксированных
Динамические массивы реализовываются на уровне программирования, а также на уровне системных библиотек. Во втором случае он представляет собой объект стандартной библиотеки. Все манипуляции с соответствующим элементом будут проходить в пределах заданного «хранилища».
Если язык программирования поддерживает динамические массивы, в процессе создания исходного кода, в нем предусматриваются такие особенности и возможности:
- Описание динамического массива. На уровне языка оно может быть представлено синтаксической конструкцией. В случае с библиотеками – библиотечным типом данных, значение которого устанавливается стандартным образом. При создании (описании) динамического «упорядоченного множества» нужно указать его начальный размер. Это требование не является обязательным.
- Операции определения текущего размера динамического массива.
- Изменение размеров заданного «упорядоченного множества».
Теперь можно рассмотреть процессы задания и заполнения массивов более подробно. Но сначала выясним, что является массивом одномерного характера.
Одномерный массив
Массивы (C++)
Массив — это последовательность объектов того же типа, которые занимают непрерывную область памяти. Традиционные массивы В стиле C являются источником многих ошибок, но по-прежнему распространены, особенно в старых базах кода. В современном C++ настоятельно рекомендуется использовать std::vector или std::array вместо массивов в стиле C, описанных в этом разделе.
Оба типа стандартных библиотек хранят свои элементы в виде непрерывного блока памяти. Однако они обеспечивают большую безопасность типов и поддерживают итераторы, которые гарантированно указывают на допустимое расположение в последовательности. Дополнительные сведения см. в разделе Контейнеры.
Объявления стека
В объявлении массива C++ размер массива указывается после имени переменной, а не после имени типа, как в некоторых других языках. В следующем примере объявляется массив из 1000 двойников для выделения в стеке. Число элементов должно быть предоставлено в виде целочисленного литерала или в качестве константного выражения. Это связано с тем, что компилятор должен знать, сколько пространства стека необходимо выделить; Он не может использовать значение, вычисленное во время выполнения. Каждому элементу в массиве присваивается значение по умолчанию 0. Если не назначить значение по умолчанию, каждый элемент изначально будет содержать любые случайные значения в этом расположении памяти.
constexpr size_t size = 1000; // Declare an array of doubles to be allocated on the stack double numbers[size] ; // Assign a new value to the first element numbers[0] = 1; // Assign a value to each subsequent element // (numbers[1] is the second element in the array.) for (size_t i = 1; i < size; i++) < numbers[i] = numbers[i-1] * 1.1; >// Access each element for (size_t i = 0; i
Первый элемент в массиве — это нулевой элемент. Последним элементом является элемент (n-1), где n — количество элементов, которые может содержать массив. Число элементов в объявлении должно иметь целочисленный тип и быть больше 0. Вы несете ответственность за то, чтобы программа никогда не передает значение оператору индекса, которое больше (size — 1) .
Массив нулевого размера является допустимым только в том случае, если массив является последним полем struct в или union и если расширения Майкрософт включены ( /Za или /permissive- не заданы).
Массивы на основе стека быстрее выделяются и получают к ней доступ, чем массивы на основе кучи. Однако пространство стека ограничено. Количество элементов массива не может быть настолько большим, чтобы использовать слишком много памяти стека. Сколько слишком много зависит от вашей программы. С помощью средств профилирования можно определить, является ли массив слишком большим.
Объявления кучи
Может потребоваться массив, который слишком велик для выделения в стеке или размер которого не известен во время компиляции. Этот массив можно выделить в куче с помощью new[] выражения. Оператор возвращает указатель на первый элемент. Оператор subscript работает с переменной указателя так же, как и в массиве на основе стека. Вы также можете использовать арифметику указателя для перемещения указателя на любые произвольные элементы в массиве. Вы несете ответственность за обеспечение того, чтобы:
- Вы всегда храните копию исходного адреса указателя, чтобы можно было удалить память, когда массив больше не нужен.
- Адрес указателя не увеличивается и не уменьшается за границами массива.
В следующем примере показано, как определить массив в куче во время выполнения. В ней показано, как получить доступ к элементам массива с помощью оператора subscript и с помощью арифметики указателя:
void do_something(size_t size) < // Declare an array of doubles to be allocated on the heap double* numbers = new double[size]< 0 >; // Assign a new value to the first element numbers[0] = 1; // Assign a value to each subsequent element // (numbers[1] is the second element in the array.) for (size_t i = 1; i < size; i++) < numbers[i] = numbers[i — 1] * 1.1; >// Access each element with subscript operator for (size_t i = 0; i < size; i++) < std::cout // Access each element with pointer arithmetic // Use a copy of the pointer for iterating double* p = numbers; for (size_t i = 0; i < size; i++) < // Dereference the pointer, then increment it std::cout // Alternate method: // Reset p to numbers[0]: p = numbers; // Use address of pointer to compute bounds. // The compiler computes size as the number // of elements * (bytes per element). while (p < (numbers + size)) < // Dereference the pointer, then increment it std::cout delete[] numbers; // don’t forget to do this! > int main()
Инициализация массивов
Массив можно инициализировать в цикле, по одному элементу за раз или в одной инструкции. Содержимое следующих двух массивов идентично:
int a[10]; for (int i = 0; i < 10; ++i) < a[i] = i + 1; >int b[10]< 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 >;
Передача массивов в функции
При передаче массива в функцию он передается в качестве указателя на первый элемент, будь то массив на основе стека или на основе кучи. Указатель не содержит других сведений о размере или типе. Такое поведение называется распадом указателя.
При передаче массива в функцию необходимо всегда указывать количество элементов в отдельном параметре. Это поведение также подразумевает, что элементы массива не копируются при передаче массива в функцию. Чтобы функция не изменяла элементы, укажите параметр в качестве указателя на const элементы.
В следующем примере показана функция, которая принимает массив и длину. Указатель указывает на исходный массив, а не копию. Так как параметр не const является , функция может изменять элементы массива.
void process(double *p, const size_t len) < std::cout >
Объявите и определите параметр p массива как const , чтобы сделать его доступным только для чтения в блоке функций:
void process(const double *p, const size_t len);
Эта же функция также может быть объявлена таким образом, без каких-то изменений в поведении. Массив по-прежнему передается в качестве указателя на первый элемент:
// Unsized array void process(const double p[], const size_t len); // Fixed-size array. Length must still be specified explicitly. void process(const double p[1000], const size_t len);
Многомерные массивы
Массивы, созданные из других массивов, являются многомерными. Такие многомерные массивы определяются путем последовательного размещения нескольких константных выражений, заключенных в квадратные скобки. Рассмотрим, например, следующее объявление:
int i2[5][7];
Он задает массив типа int , концептуально упорядоченный в двумерную матрицу из пяти строк и семи столбцов, как показано на следующем рисунке:
Изображение представляет собой сетку шириной 7 ячеек и высотой 5 ячеек. Каждая ячейка содержит индекс ячейки. Первый индекс ячейки помечен как 0,0. Следующая ячейка в этой строке — 0,1 и т. д. до последней ячейки в этой строке, которая имеет значение 0,6. Следующая строка начинается с индекса 1,0.
Ячейка после этого имеет индекс 1,1. Последняя ячейка в этой строке — 1,6. Этот шаблон повторяется до последней строки, которая начинается с индекса 4,0. Индекс последней ячейки в последней строке — 4,6. . image-end
Можно объявить многомерные массивы со списком инициализаторов (как описано в разделе Инициализаторы). В этих объявлениях константное выражение, указывающее границы для первого измерения, можно опустить. Пример:
// arrays2.cpp // compile with: /c const int cMarkets = 4; // Declare a float that represents the transportation costs. double TransportCosts[][cMarkets] = < < 32.19, 47.29, 31.99, 19.11 >, < 11.29, 22.49, 33.47, 17.29 >, < 41.97, 22.09, 9.76, 22.55 >>;
В показанном выше объявлении определяется массив, состоящий из трех строк и четырех столбцов. Строки представляют фабрики, а столбцы — рынки, на которые фабрики поставляют свою продукцию. Значения — это стоимости транспортировки с фабрик на рынки. Первое измерение массива опущено, но компилятор заполняет его, проверяя инициализатор.
Использование оператора косвенного обращения (*) для n-мерного типа массива приводит к получению массива n-1. Если n равно 1, создается скаляр (или элемент массива).
Массивы C++ размещаются в памяти по срокам. Построчный порядок означает, что быстрее всего изменяется последний индекс.
Пример
Можно также опустить спецификацию границ для первого измерения многомерного массива в объявлениях функций, как показано ниже:
// multidimensional_arrays.cpp // compile with: /EHsc // arguments: 3 #include // Includes DBL_MAX #include const int cMkts = 4, cFacts = 2; // Declare a float that represents the transportation costs double TransportCosts[][cMkts] = < < 32.19, 47.29, 31.99, 19.11 >, < 11.29, 22.49, 33.47, 17.29 >, < 41.97, 22.09, 9.76, 22.55 >>; // Calculate size of unspecified dimension const int cFactories = sizeof TransportCosts / sizeof( double[cMkts] ); double FindMinToMkt( int Mkt, double myTransportCosts[][cMkts], int mycFacts); using namespace std; int main( int argc, char *argv[] ) < double MinCost; if (argv[1] == 0) < cout MinCost = FindMinToMkt( *argv[1] — ‘0’, TransportCosts, cFacts); cout double FindMinToMkt(int Mkt, double myTransportCosts[][cMkts], int mycFacts)
The minimum cost to Market 3 is: 17.29
Функция FindMinToMkt написана таким образом, что для добавления новых фабрик не требуется изменение кода, а только перекомпиляция.
Инициализация массивов
Массивы объектов с конструктором класса инициализируются конструктором . Если в списке инициализатора меньше элементов, чем в массиве, для остальных элементов используется конструктор по умолчанию. Если для класса не определен конструктор по умолчанию, список инициализаторов должен быть полным, то есть для каждого элемента массива должен быть один инициализатор.
Рассмотрим класс Point , определяющий два конструктора:
// initializing_arrays1.cpp class Point < public: Point() // Default constructor. < >Point( int, int ) // Construct from two ints < >>; // An array of Point objects can be declared as follows: Point aPoint[3] = < Point( 3, 3 ) // Use int, int constructor. >; int main()
Первый элемент aPoint создается с помощью конструктора Point( int, int ) , а оставшиеся два элемента — с помощью конструктора по умолчанию.
Статические массивы-члены (независимо от того, можно ли const инициализировать) в их определениях (вне объявления класса). Пример:
// initializing_arrays2.cpp class WindowColors < public: static const char *rgszWindowPartList[7]; >; const char *WindowColors::rgszWindowPartList[7] = < «Active Title Bar», «Inactive Title Bar», «Title Bar Text», «Menu Bar», «Menu Bar Text», «Window Background», «Frame» >; int main()
Доступ к элементам массива
К отдельным элементам массива можно обращаться при помощи оператора индекса массива ( [ ] ). Если вы используете имя одномерного массива без индекса, оно вычисляется как указатель на первый элемент массива.
// using_arrays.cpp int main() < char chArray[10]; char *pch = chArray; // Evaluates to a pointer to the first element. char ch = chArray[0]; // Evaluates to the value of the first element. ch = chArray[3]; // Evaluates to the value of the fourth element. >
Если используются многомерные массивы, в выражениях можно использовать различные сочетания.
// using_arrays_2.cpp // compile with: /EHsc /W1 #include using namespace std; int main() < double multi[4][4][3]; // Declare the array. double (*p2multi)[3]; double (*p1multi); cout
В приведенном выше коде multi представляет собой трехмерный массив типа double . Указатель p2multi указывает на массив типа double размера три. В этом примере массив используется с одним, двумя и тремя индексами. Хотя чаще всего указываются все индексы, как в операторе cout , иногда бывает полезно выбрать определенное подмножество элементов массива, как показано в следующих инструкциях cout .
Оператор перегруженного индекса
Как и другие операторы, подстрочный оператор ( [] ) может быть переопределен пользователем. Поведение оператора индекса по умолчанию, если он не перегружен, — совмещать имя массива и индекс с помощью следующего метода.
Как и в случае с другими типами указателей, масштабирование выполняется автоматически для настройки размера типа. Результирующим значением не является n байтов из источника array_name ; вместо этого это n-йэлемент массива. Дополнительные сведения об этом преобразовании см. в разделе Аддитивные операторы.
Аналогично, для многомерных массивов адрес извлекается с использованием следующего метода.
((array_name) + (subscript1 * max2 * max3 * . * maxn) + (subscript2 * max3 * . * maxn) + . + subscriptn))
Массивы в выражениях
Если идентификатор типа массива отображается в выражении, отличном от sizeof , адрес ( Error: Disk drive not ready.»; char *psz = szError1;
Указатель psz указывает на первый элемент массива szError1 . Массивы, в отличие от указателей, не изменяются l-значения. Вот почему следующее назначение является недопустимым:
szError1 = psz;
Источник: learn.microsoft.com
Массивы в Паскале — определение, функции и примеры
Массивы в Паскале необходимы для работы с данными одного типа. Они освобождают от нудной и однообразной работы при выполнении разных вычислений над десятками целых чисел и спасают от неэффективных монотонных действий в программировании, экономят время.
Описание массива в Паскале
Что такое массив? Это ячейки памяти с однотипными данными, расположенные последовательно.
- А[1..10] – массив с именем А и размером 10;
- ST[1..R], R = 7 – массив с именем ST, состоящий из 7 элементов.
Прежде чем использовать массив, его нужно описать.
Вот примерная схема:
Например: var a: array [1 .. 10] of integer.
Вместо того, чтобы объявлять отдельные переменные, такие как N o 1, N o 2, . и N o 100, вы задаете только одну переменную. Определенный компонент в хранилище доступен по индексу.
Самый низкий адрес имеет первый компонент, а самый высокий адрес – последний.
Количество компонентов может быть разным.
Одномерные массивы
Массивы, компоненты которого определяются одним индексом, называются одномерными. Это может быть список группы, полка с книгами, телефонный справочник.
Он может иметь как минимальный диапазон элементов, так и максимальный.
В Pascal индекс массива может иметь любой скалярный тип, например, целое число, логическое значение, перечисление, кроме действительного. Индексы также могут иметь отрицательные значения.
Пример ввода одномерного массива в Паскале:
Двумерные и многомерные массивы
Размерность массивом может быть разной.
Двумерные хранилища и многомерные – это наборы, в которых хранятся переменные во втором или n-м измерении, имеющие n * m мест хранения.
Размерные матрицы Mutli, включая 2-мерный набор, объявляются с использованием нескольких квадратных скобок, расположенных рядом друг с другом, или с использованием запятых с квадратными скобками в качестве альтернативы.
Двумерный массив можно рассматривать как прямоугольную сетку с двумя индексами, один из которых задает строку, а другой – столбец.
Например, календарь, подобный тому, что представлен на рисунке, можно рассматривать как двумерную таблицу, имеющую строки, известные как недели, и столбцы, известные как дни. Тем не менее, календарь так же можно рассматривать как набор массивов: месяц – это массив недель, а неделя – дней.
В Паскале эта декларация записывается как единый блок:
TYPE DayType = INTEGER;
DayNames = (Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat);
WeekType = ARRAY [DayNames] OF DayType;
MonthType = ARRAY [1..6] OF WeekType;
Тип MonthType также может быть записан как:
TYPE MonthType = ARRAY [1..6] OF
ARRAY [DayNames] OF DayType;
Можно записать с использованием ярлыка, как:
Тип MonthType = ARRAY [1..6, DayNames] OF DayType;
DayNames = (Вс,Пн,Вт,Ср,Чт,Пт,Сб);
WeekType = ARRAY [DayNames] OF DayType;
MonthType = ARRAY [1..6] OF WeekType;
Другой пример двумерного массива в Pascal:
Как задать массив в Паскале
Ввод
Массивы применяются в качестве обычных матриц для сбора и хранения типизированных компонентов.
Ввести его можно с клавиатуры, вручную, набирая каждый элемент, или использовать циклы: For i:=1 to 20 do read (a[ i ]);
В приведенном ниже примере показано, как вводить набор «a», который состоит из 10 случайных чисел в диапазоне от 0 до 99. Он называется рандомным.
Реализуется он с помощью функции Random:
For i:=1 to 10 do a[ i ]:=random(100);
Вывод
В отдельных случаях бывает необходимо вывести значения элементов матрицы на экран. Так, если сортировка значений случайная, нужно понимать, что представляет собой начальный набор, и как он будет выглядеть после обработки.
Пример: For i:=1 to 10 do write (a[ i ], ‘ ‘);
В Паскале применяются разные алгоритмы, в частности, поиск и сортировка компонентов, находящихся в одном хранилище. Но это требует отдельной статьи.
Заключение
Итак, задача матрицы – ускорение действий. Конечно, если дело касается только 5 переменных, можно обойтись и без нее. А как быть, если речь идет о 100 или 1000 переменных. Нужно вбивать вручную каждый элемент для ввода и еще столько же для вывода?
Решение очевидно: лучше не забрасывать информатику 9-го класса и научиться работать в Паскале. Это полезно, если вы хотите хранить большие объемы данных для последующего использования в программе.
Источник: nauka.club