Кроме файлового типа. Тип компонент называется базовым типом . Каждая компонента может быть явно обозначена с помощью имени переменной-массива, за которым в квадратных скобках следует индекс . Их тип называется типом индекса . Время, требуемое для доступа любой компоненты, не зависит от значения индекса. Поэтому о массивах можно говорить как об объектах, структура которых допускает случайный (или прямой ) доступ .

Объявление переменных массивового типа

Переменная массивового типа описывается в разделе описания переменных в следующей форме:

Var <идентификатор>: array[<тип индекса>] of <тип компонент>

Чаще всего в качестве типа индекса употребляется интервальный тип . Например, одномерный массив среднемесячных температур опишется так:

Var T: array of real;

Описание массива определяет, во-первых, размещение массива в памяти, во-вторых, правила его дальнейшего употребления в программе. Последовательные элементы массива располагаются в последовательных ячейках памяти (T, T и т.д.), причем значения индекса не должны выходить из диапазона 1...12. В качестве индекса может употребляться любое выражение соответствующего типа. Например:

T, T

Тип индекса может быть любым скалярным порядковым типом, кроме integer (в реализации Turbo Pascal). Например, в программе могут присутствовать следующие описания:

Var Cod: array of 1..100; L: array of Char;

В такой программе допустимы следующие обозначения элементов массивов:

Cod["x"]; L; cod; L;

В некоторых случаях бывает удобно в качестве индекса использовать перечисляемый тип . Например, данные о количестве учеников в четырех десятых классах одной школы могут храниться в следующем массиве:

Type Index=(А, В, С, D); Var Class_10: array of byte;

И если, например, элемент Class_10[A] равен 35, то это означает, что в 10 «А» классе 35 человек. Такое индексирование улучшает наглядность программы.

Часто структурированному типу присваивается имя в разделе типов, которое затем используется в разделе описания переменных.

Type Mas1 = array of integer; Mas2 = array[-10..10] of char; var Num: Mas1; Sim: Mas2;

Многомерные массивы

Многомерный массив в Паскале трактуется как одномерный массив, тип элементов которого также является массивом (массив массивов). Например, среднемесячную температуру за 10 лет можно можно хранить в массиве, описанном следующим образом:

Var H: array of array of real;

Вот примеры обозначения некоторых элементов этого массива:

Н; Н; Н;

Однако чаще употребляется другая, эквивалентная форма обозначения элементов двумерного массива:

Н; Н; Н;

Переменная Н обозначает всю первую строку таблицы, т.е. весь массив температур за 1981 г. Другим вариантом, эквивалентным приведенному выше описанию, является следующий:

Type Month = array of real; Year = array of Month; var H: Year;

Наиболее краткий вариант описания данного массива такой:

Var H: array of real;

Трехмерный массив можно определить как одномерный массив, у которого элементами являются двумерные массивы. Вот пример описания трехмерного массива:

Var A: array of integer;

Это массив, состоящий из 10x20x30 = 6000 целых чисел и занимающий в памяти 6000x2 = 12000 байт. В Паскале нет ограничения сверху на размерность массива. Однако в каждой конкретной реализации Паскаля ограничивается объем памяти, выделяемый под массивы.

По аналогии с математикой одномерные числовые массивы часто называют векторами, а двумерные - матрицами. Размер массивов не может быть изменен в процессе выполнения. Изменение размеров массива происходит через изменение в тексте программы и повторную компиляцию. Для упрощения таких изменений удобно определять индексные параметры в разделе констант:

Сonst Imax=10; Jmax=20; var Mas: array of integer;

Теперь для изменения размеров массива Mas и всех операторов программы, связанных с этими размерами, достаточно отредактировать только одну строку в программе - раздел констант.

Операции над массивами

Действия над массивом как единым целым. Такие действия допустимы лишь в двух случаях:

• присваивание значений одного массива другому;
• операции отношения «равно», «не равно».

В обоих случаях массивы должны иметь одинаковые типы (тип индексов и тип элементов). Пример:

Var P, Q: Array Of Real;

При выполнении операции присваивания P:= Q все элементы массива P станут равны соответствующим элементам массива Q.

В многомерных массивах переменная с индексом может обозначать целый массив. Например, если в таблице H требуется, чтобы данные за 1989 г. были такими же, как за 1981 г. (девятой строке присвоить значение первой строки), то это можно делать так:

Н := Н;

А если нужно поменять местами значения этих строк, то это делается через третью переменную того же типа:

Р:= Н; Н := Н; Н := Р;

где P описана так:

Var P: Array Of Real;

Обработка массивов

Обработка массивов в программах производится покомпонентно. Вот примеры ввода значений в массивы:

For I:= 1 to 12 do readln(T[I]); for I:= 1 to IMax do for J:= 1 to JMax do readln(Mas);

Здесь каждое следующее значение будет вводиться с новой строки. Для построчного ввода используется оператор read . Аналогично в цикле по индексной переменной организуется вывод значений массива. Например:

For I:= 1 tо 12 do write(T[I]:8:4);

Следующий фрагмент программы организует построчный вывод матрицы на экран:

For I:= 1 to IMax do begin for J:= l to JMax do write(Mas:6); writeln; end;

После печати очередной строки матрицы оператор writeln без параметров переведет курсор в начало новой строки. Следует заметить, что в последнем примере матрица на экране будет получена в естественной форме прямоугольной таблицы, если JMax не превышает 12.

Динамические массивы

Во FreePascal, Delphi добавлена интересная возможность описания массивов без указания размерностей и, соответственно, пределов изменения индексов:

Var IntArray: array of integer;

Такие массивы являются динамическими и изначально имеют нулевую длину. Установка размера массива и определение его во время выполнения программы производится так же как и для строк, с помощью функций SetLength и Length , соответственно. Элементы в данном случае нумеруются от нуля.

Program UsingDynamicArrays1; var А, В: Array of Integer; {Описание двух переменных - динамических массивов целочисленных элементов} begin SetLength(A, 5); {Установка размера массива А (5 элементов) } А := 1; {Присвоение значения 1 элементу массива А с номером 0 } end.

Переменные-динамические массивы являются указателями и операции с ними производятся как с указателями. Например, при присвоении одного массива другому элементы одного массива не копируются во второй, а копируется адрес массива. Соответственно, сравнение двух массивов в логических выражениях типа «равно - не равно» производится сравнением адресов. Пример присвоения одного массива другому:

Program UsingDynamicArrays2; var А, В: array of integer; {Описание двух переменных - динамических массивов целочисленных элементов} begin SetLength(A, 5); { Установка размера массива А (5 элементов) } А := 14; {Присвоение значения 14 нулевому элементу массива А} В:= А; {Присвоение массива А массиву В, теперь переменные А и В указывают на один и тот же массив} В := 2; {Присвоение нулевому элементу массива В значения 2, теперь нулевой элемент массива А также имеет значение 2} end.

Отметим существенное отличие в работе со строками и динамическими массивами, имеющими одинаковое внутреннее представление на основе указателей, но разные методы работы. Две разные строки, состоящие из одинакового набора символов, считаются равными, а два разных массива, содержащие одинаковые элементы, не равны.

Описание массива позволяет использовать в программе любой из его элементов. Для обозначения элементов массива в Си используются индексированные переменные.

Индексированная переменная (индексное выражение) – обозначение ячейки для хранения элемента массива. Именуется указанием идентификатора массива и индекса (индексов) элемента.

ü Внимание! Особенность обозначения элементов массива в Си - нумерация индексов от 0, а не от 1. Поэтому индексы в Си на единицу меньше заданных математически. Это обстоятельство должно учитываться в программе, особенно при формировании условия повторения (выхода из) цикла.

Схема распределения памяти для хранения одномерного массива такова:

Длина ячейки для хранения каждого элемента определяется типом массива:

· символьный – 1 байт;

· целочисленный – 2 байта;

· вещественный – 4 байта;

· двойной точности – 8 байт.

Структура обозначения индексированной переменной одномерного массива:

имя[индекс]

Где имя – идентификатор массива;

индекс – операнд целого типа, определяющий номер элемента в ряду других, составляющих массив;

– ограничители индекса.

Например, в описанном ранее массиве D(16) первый элемент обозначается индексным выражением d, второй – d, текущий – d[i], предпоследний – d и последний – d.

При необходимости индекс может задаваться арифметическим выражением. Например, d или d. В любом случае на момент использования переменной индекс должен быть определен (рассчитан) и полученное значение должно укладываться в заданный описателем диапазон.

Рассмотренный пример идентификации элементов массива D применим к любому из описанных одномерных массивов.

Индексированные переменные позволяют осуществить программную реализацию алгоритмов с использованием элементов массивов. При этом для одномерного массива индексированная переменная позволяет определить конкретный адрес каждого элемента.

Адрес любой переменной определяется операцией & . Следовательно, у элемента d адрес – &d, у d[i] – &d[i], т.е. все элементы массива располагаются в оперативной памяти линейно, начиная с адреса &d.

В языке Си идентификатор одномерного массива однозначно определяет адрес его первого элемента. Например, c º &c, d º &d.

Адрес каждого элемента одномерного массива выражается зависимостью имя+индекс (индекс определяет сдвиг элемента относительно первого на указанное им количество элементов). Например, &c[i] (адрес i-го элемента массива С) вычисляется как c+i.

Таким образом, индексное выражение полностью определяет конкретную ячейку хранения соответствующего элемента.

>> Статьи

Что такое массивы в программировании?

Массив – это переменная, которая является совокупностью компонентов одного типа. Чтобы использовать массивы в программировании, потребуется предварительное описание определенного типа и указание доступа к элементам. Элементы массива в программировании объединены общим именем. Если требуется обратиться к определенному элементу массива, то достаточно указать имя и индекс. В математике есть понятный пример массива – это векторы и последовательности чисел, в которых группа чисел может обозначаться одним именем. Обратившись к конкретному числу, используют разные индексы.

Виды массивов: одномерные и двухмерные

Если для обращения к элементам использован единственный порядковый номер , то массив называется одномерный или линейный. Выглядит как таблица с одной строкой. Размерность массива определяется посредством количества индексов элементов.

Когда использовано два индекса, то массив будет двухмерным. Если массив представлен в идее таблицы, то номер строки будет соответствовать первому индексу, а номер столбца или ячейки – второму.

Как заполнить массив?

Одним из способов заполнения массива является оператор присваивания. Когда элементы связаны реккурентно и имеют определенную зависимость, подойдет такой способ заполнения. Также можно заполнить однородный массив однородными элементами или значениями, которые получены посредством датчика случайных чисел..

Какие действия производятся с элементами массива?

Сортировка элементов в определенном порядке – убывание или возрастание

Поиск значений

Подсчет количества элементов в массиве, соответствующих определенному условию

Когда два массива эквивалентны, то возможно присвоение одному массиву имени другого. Все компоненты копируются в тот массив, которому и присваивается значение.

Как объявить массив

Чтобы объявить массив и выделить в памяти ячейку для хранения элементов, следует указать размерность и имя. Ключевое слово – массив. К примеру, А 20 означает, что одномерный массив состоит из двадцати элементов. К 6,5 означает, что это двухмерный массив , который представлен в виде таблицы из шести строк и пяти ячеек. Если говорить об ограничениях одномерного массива в программировании, то оно составляет тысячу элементов. Для двухмерных массивов максимально допустимым значением станет таблица из тысячи строк и тысячи ячеек.

Массивы в программировании: работа с ними

Когда массив объявлен, каждый элемент подлежит обработке с указанием имени и индекса в квадратных скобках. Чтобы отличить одномерный массив от двухмерного, используются два индекса. Элементы массива с присвоением индекса называются индексированными переменными, но могут использоваться и в качестве простых переменных. К примеру, быть аргументом в команде.

Типы имени, элементов, индексов

Как придумать имя массиву? Подойдет произвольный идентификатор. По правилам стиля имя должно начинаться с буквы Т большого шрифта. Таким образом, можно отличить идентификатор от других. Последующую часть имени можно придумать в соответствии с конкретными данными для хранения в массиве. Вторая составляющая имени также должна начинаться с заглавной буквы. T Vector может хранить информацию о координатах абстрактного вектора.

Что касается типа элементов в массиве, то это может быть ранее введенный или стандартный. Для создания индексов используются целые числа, а типом станет диапазон. Допустим, тип 1…20 говорит о том, что массив состоит из двадцати элементов, каждый из которых соответствует целому числу от одного до двадцати.

Массив - это сложный (составной, структурированный) тип данных, который характеризуется следующим:

· элементы массива имеют одинаковый тип в отличие от структур, поэтому каждый элемент массива занимает одинаковый объём памяти;

· массив располагается в оперативной памяти, а не на внешнем устройстве, как файлы (2-й семестр);

· элементы массива занимают подряд идущие ячейки, в отличие, например, от списков (2-й семестр).

Доступ к элементам массива в языке С++ осуществляется двумя способами.

Первый, с помощью порядкового номера элемента массива, который называется индексом , характерен для многих языков программирования и рассматривается в первом семестре. Он более простой и привычный для тех, кто изучал язык Pascal. В качестве индекса можно использовать выражение целого или совместимого с ним типа, в том числе константу или переменную. В качестве индекса нельзя использовать выражение вещественного типа.

Кроме того, в языке С++ есть возможность обрабатывать массивы, используя указатели (адреса) , так как в С++ существует связь между массивами и указателями. Несмотря на то, что в первом способе в программе отсутствует специальный тип для работы с адресами, указатели всё равно используются.

Массивы могут иметь одну или несколько размерностей. В этом параграфе рассматривается одномерный массив, который иногда называют вектором , подразумевая вектор в n -мерном пространстве. Работа с двумерными массивами (матрицами ) рассматривается в гл. 5. Три и более размерностей на практике используются редко, так как такие массивы занимают большой объём оперативной памяти.

Везде в дальнейшем под словом “массив” будем понимать одномерный массив.

С точки зрения времени (этапа), когда распределяется память под массив, существуют два их вида. Память для динамического массива выделяется во время выполнения программы, и если массив не нужен, память для него можно освободить. Такие массивы рассматриваются во втором семестре.

Одномерный массив с фиксированной размерностью (назовём его статический ) объявляется в общем виде следующим образом:

тип имя [N];

Здесь тип - тип элементов массива. Вначале будем рассматривать простые типы (int, float, char ), но можно использовать и сложные, например, структуры. Имя записывается по правилам идентификаторов. Каждый элемент массива имеет одно и то же имя, меняется только индекс или номер элемента. N - размерность (или размер) массива в виде целочисленной константы или константного выражения. Эта величина определяет количество ячеек оперативной памяти, зарезервированной для массива. Например:

float A; или const n=10; float A[n];

Преимущество второго способа c предварительным объявлением размерности в виде константы заключается в следующем. Если надо будет изменить размерность массива, то это достаточно сделать в одном месте программы при определении константы.

В отличие от динамического массива, для статического на этапе компиляции резервируется память для размещения N чисел указанного типа (10 вещественных чисел). Для массива требуется память объёмом k*N байт (4*10 ), где k - необходимое количество байт для размещения одного элемента указанного типа (одного числа типа float ). Эта память сохраняется на всё время выполнения программы, а точнее, функции или блока, где описан массив. Программно необходимый объём памяти определяется с помощью операции sizeof следующим образом:

M=sizeof (тип)*N ; или M= sizeof (имя) ; или M= sizeof имя ;

где M - переменная целого типа, определяющая размер массива в байтах. Тип обязательно записывается в скобках, а имя может быть без скобок. Следующая программа выведет дважды число 40.

float A; int M1, M2;

M1=sizeof(float)*10; // но M1=sizeof float *10;- ошибка!

M2=sizeof(A); // или M2=sizeof A;

cout<

Во многих современных системах программирования, в том числе и в С++, нумерация элементов массива начинается с 0. Тогда A - последний элемент массива. Это связано с использованием указателей при работе с массивами (см. 2-й семестр). Поэтому в нашем примере индекс изменяется от 0 до 9 включительно, то есть индекс последнего элемента массива на единицу меньше его размерности. Объявленные 10 элементов массива обозначаются следующим образом: A, A, A ,…, A . В С++ отсутствует проверка границ массивов. Можно выйти за его границу и записать значение в некоторую переменную или даже в код программы. О таком контроле должен позаботиться программист.

При использовании статических массивов возникают проблемы в случае, если размер массива заранее мы не знаем. В таком случае объявляем массив максимальной размерности, которая, как правило, известна. Реальную размерность вводим и используем далее, например, в циклах и для других целей:

const nmax=100; float X;

int n; cout<<”Input the size of array ”; cin>>n;

/* Д альше работаем с n (а не с nmax ) элементами массива, например, вводим их.*/

for (int i=0; i

{ // Эту строку можно опустить вместе с фигурными скобками.

cout<<”X[“<

cin>>X[i];

Такой способ проще, но неэффективен с точки зрения распределения памяти, так как “заказываем” больше памяти, чем реально используем. В таких случаях профессионально используются более эффективные динамические массивы (см. 2-й семестр).

Массив (программирование)

Индексный массив (в некоторых языках программирования также таблица , ряд ) - именованный набор однотипных переменных, расположенных в памяти непосредственно друг за другом (в отличие от списка), доступ к которым осуществляется по индексу.

Индекс массива - целое число, либо значение типа, приводимого к целому, указывающее на конкретный элемент массива.

Общее описание

Массив - Упорядоченный набор данных, для хранения данных одного типа, идентифицируемых с помощью одного или нескольких индексов . В простейшем случае массив имеет постоянную длину и хранит единицы данных одного и того же типа.

Количество используемых индексов массива может быть различным. Массивы с одним индексом называют одномерными , с двумя - двумерными и т. д. Одномерный массив нестрого соответствует вектору в математике, двумерный - матрице. Чаще всего применяются массивы с одним или двумя индексами, реже - с тремя, ещё большее количество индексов встречается крайне редко.

Пример статического массива на Паскале -

WordArray: array [ Word ] of Integer ; // Статический, размер = High(Word) + 1 multiArray: array [ Byte , 1 ..5 ] of Char ; // Статический массив, 2 измерения rangeArray: array [ 5 ..20 ] of String ; // Статический массив, размер = 16

Пример статического массива на Си -

Int Array[ 10 ] ; // Статический, размер 10, базовый тип данных - целое число (int) double Array[ 12 ] [ 15 ] ; // Статический массив, 2 измерения, базовый тип данных - число // с дробной частью (double)

Поддержка индексных массивов (свой синтаксис объявления, функции для работы с элементами и т. д.) есть в большинстве высокоуровневых языков программирования . Максимально допустимая размерность массива, типы и диапазоны значений индексов, ограничения на типы элементов определяются языком программирования и/или конкретным транслятором.

В языках программирования, допускающих объявления программистом собственных типов , как правило, существует возможность создания типа «массив». В определении такого типа может указываться размер, тип элемента, диапазон значений и типы индексов. В дальнейшем возможно определение переменных созданного типа. Все такие переменные-массивы имеют одну структуру. Некоторые языки поддерживают для переменных-массивов операции присваивания (когда одной операцией всем элементам массива присваиваются значения соответствующих элементов другого массива).

Объявление типа «массив» в Паскале -

Type TArrayType = array [ 0 ..9 ] of Integer ; (* Объявления типа "массив" *) var arr1, arr2, arr3: TArrayType; (* Объявление трёх переменных-массивов одного типа *)

Специфические типы массивов

Динамические массивы

Динамическим называется массив, размер которого может меняться во время исполнения программы. Для изменения размера динамического массива язык программирования , поддерживающий такие массивы, должен предоставлять встроенную функцию или оператор. Динамические массивы дают возможность более гибкой работы с данными, так как позволяют не прогнозировать хранимые объёмы данных, а регулировать размер массива в соответствии с реально необходимыми объёмами. Обычные, не динамические массивы называют ещё статическими .

Пример динамического массива на Delphi

ByteArray: Array of Byte ; // Одномерный массив multiArray: Array of Array of string ; // Многомерный массив

Пример динамического массива на Си

Float *array1; // Одномерный массив int **array2; // Многомерный массив array1=(float *) malloc (10 *sizeof (float ) ) ; // выделение 10 блоков по sizeof(float)байт каждый array2=(int **) malloc (16 *sizeof (int ) ) ; // выделение 16*8 блоков по sizeof(int) байт каждый for (i=0 ;i<16 ;i++) array2[ i] =(int *) malloc (8 *sizeof (int ) ) ;

Гетерогенные массивы

Гетерогенным называется массив, в разные элементы которого могут быть непосредственно записаны значения, относящиеся к различным типам данных . Массив, хранящий указатели на значения различных типов, не является гетерогенным, так как собственно хранящиеся в массиве данные относятся к единственному типу - типу «указатель». Гетерогенные массивы удобны как универсальная структура для хранения наборов данных произвольных типов. Отсутствие их поддержки в языке программирования приводит к необходимости реализации более сложных схем хранения данных. С другой стороны, реализация гетерогенности требует усложнения механизма поддержки массивов в трансляторе языка.

Массивы массивов

Многомерные массивы, как правило реализованные как одномерные массивы, каждый элемент которых, является ссылкой на другой одномерный массив.

Реализация

Стандартным способом реализации статических массивов с одним типом элементов является следующий:

1. Под массив выделяется непрерывный блок памяти объёмом S*m 1 *m 2 *m 3 …m n , где S - размер одного элемента, а m 1 …m n - размеры диапазонов индексов (то есть количество значений, которые может принимать соответствующий индекс).
2. При обращении к элементу массива A адрес соответствующего элемента вычисляется как B+S*(i 1p *m 1 +i 2p *m 2 +…+i (n-1)p *m n-1 +i np), где B - база (адрес начала блока памяти массива), i kp -значение k-го индекса, приведённое к целому с нулевым начальным смещением.

Таким образом, адрес элемента с заданным набором индексов вычисляется, так что время доступа ко всем элементам массива одинаково.

Первый элемент массива, в зависимости от языка программирования , может иметь различный индекс. Различают три основных разновидности массивов: с отсчетом от нуля (zero-based), с отсчетом от единицы (one-based), и с отсчетом от специфического значения заданного программистом (n-based). Отсчет индекса элемента массивов с нуля более характерен для низкоуровневых ЯП, однако этот метод был популяризирован в языках более высокого уровня языком программирорования С.

Более сложные типы массивов - динамические и гетерогенные - реализуются сложнее.

Достоинства

• легкость вычисления адреса элемента по его индексу (поскольку элементы массива располагаются один за другим)
• одинаковое время доступа ко всем элементам
• малый размер элементов: они состоят только из информационного поля

Недостатки

• для статического массива - отсутствие динамики, невозможность удаления или добавления элемента без сдвига других
• для динамического и/или гетерогенного массива - более низкое (по сравнению с обычным статическим) быстродействие и дополнительные накладные расходы на поддержку динамических свойств и/или гетерогенности.
• при работе с массивом в стиле C (с указателями) и при отсутствии дополнительных средств контроля - угроза выхода за границы массива и повреждения данных

Читайте также...

• Делаем Wi-Fi репитер из Wi-Fi роутера
• Стадион велодром марсель сколько мест
• Волоконно-оптические гироскопы
• Как выполнить дефрагментацию диска на Windows Утилиты для дефрагментации жесткого диска