Что такое массив. Обозначение элементов многомерного массива

Если Вы хотите узнать о массивах деревьев, то эта статья не о том. Но не спешите закрывать статью, она поможет Вам стать еще более эрудированным, ведь помимо древесных массивов, Вы узнаете, что такое массив в программировании. Действительно, у слов, столько значений, что можно запутаться...

Массив в программировании

Чтобы добиться понимания, начнем с самого простого определения массива.

Массив есть скрытый под определенным именем набор значений. То есть можно говорить о множестве переменных, имеющих то или иное значение, а можно сказать о наборе этих переменных (однородных элементов), к каждой переменной можно обратиться по ее индексу, или порядковому номеру (записывается в квадратных скобках).

Для наглядности приведем пример из жизни. Так список студентов в журнале будет представлять собой массив. Порядковый номер каждого студента (обычно они идут по алфавиту, т.е. фамилии на "А" будут первыми) - это его индекс.

Каждое значение массива (студенты в примере) именуется компонентой (или элементом).

Массивы используют для решения различных задач программирования.

Виды массивов

Можно говорить о двух видах массивов:

1. одномерные;
2. многомерные.

Однако, наиболее часто пользуются одномерными и двумерными массивами в решении задач программирования.

• Чтобы нагляднее представить, что такое одномерный массив, представим тетрадный листок в клетку. Так, любая линия по вертикали или горизонтали (а можно и по диагонали) - вот он, одномерный массив. А количество клеточек будет определять размерность данного одномерного массива. В каждый элемент (клеточку) можно записать значение (например, число), но только одно (!). Найти это значение можно, указав его порядковый номер (в квадратных скобочках).
• Рассмотрим, что такое массив двумерный все на том же примере тетрадного листка в клеточку. Несколько клеток по горизонтали, несколько по вертикали - и у нас образуется некоторая прямоугольная табличка (о квадратной читайте ниже). Она и будет двумерным массивом. Здесь можно говорить о строках матрицы (клетки по вертикали) и столбцах (соответственно, горизонтальные клетки). Как и в массиве одномерном, в каждой клеточке хранится одно значение. Отличие - в поиске нужного значения. Здесь уже нужно указывать номер строчки и номер столбца, пересечение которых даст нужный нам элемент.

Вариантом двумерного массива является квадратная матрица, где количество столбцов и строк одинаково. В этом случае в программировании не надо вводить количество строчек и столбцов, достаточно указать лишь размерность нашей матрицы.

В квадратной матрице есть два вида диагоналей:

1. главная - из верхнего левого уголка в нижний правый (т.е. где номер строки и столбца совпадает);
2. побочная - идет из верхнего правого уголка в нижний левый.

Для закрепления приведем еще один пример из жизни, иллюстрирующий нам массивы.

Итак, жильцы подъезда, - пусть это будет массив под именем К.

Индекс здесь - номер квартиры. Этот элемент (квартира) представляет собой еще один массив - жильцы квартиры. Например, в 1-ой квартире живер 4 человека, во 2-ой - 3 человека, в 3-ей - 5 человек.

Так, одномерный массив - это перечисление в квадратных скобках (!) количества жильцов: 4, 3, 5.

Двумерный массив (вместо квадр. скобок у нас будет "*"): **1, 1, 1, 1*, *1,1,1*, *1, 1, 1, 1, 1**

Собственно и все. А о том, что такое raid-массив, Вы можете прочитать .

Массив

Размерность массива - количество индексов, необходимое для однозначного доступа к элементу массива .

Форма или структура массива - количество размерностей и размер (протяжённость) массива для каждой размерности , может быть представлен одномерным массивом .

В ряде языков программирования, например, Лисп , JavaScript , PHP , Ruby применяются также ассоциативные массивы (или хэш-массивы), в которых элементы не обязательно являются однотипными, а доступ к ним не обязательно осуществляется по индексу.

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 языке Паскаль

{Одномерный массив целых чисел. Нумерация элементов от 1 до 15} a: array [ 1 .. 15 ] of Integer ; {Двумерный массив символов. Нумерация по столбцам по типу Byte (от 0 до 255) по строкам от 1 до 5} multiArray : array [ Byte , 1 .. 5 ] of Char ; {Одномерный массив из строк. Нумерация по типу word (от 0 до 65536)} rangeArray : array [ Word ] of String ;

Пример статического массива на С/С++

Int Array[ 10 ] ; // Одномерный массив целых чисел размера 10 // Нумерация элементов от 0 до 9 double Array[ 12 ] [ 15 ] ; // Двумерный массив вещественных чисел двойной точности // размера 12 на 15. // Нумерация по столбцам от 0 то 11, по строкам от 0 до 14

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 языке Паскаль

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; // Двумерный массив array1 = (float * ) malloc (10 * sizeof (float ) ) ; // выделение 10 блоков по sizeof(float) байт каждый array2 = (int ** ) malloc (16 * sizeof (int * ) ) ; // выделение 16 блоков по sizeof(int*) байт каждый. Сюда будут записаны указатели на одномерные массивы-строки for (i = 0 ; i < 16 ; i++ ) array2[ i] = (int * ) malloc (8 * sizeof (int ) ) ; // выделение 8 блоков по sizeof(int) байт каждый. Это одномерные массивы - строки матрицы. // Обращение к массиву array1[ i] = 5.0 ; * (array1+ i) = 5.0 ; array2[ i] [ j] = 6 ; // Записи эквивалентны. Первая с использованием индекса, * (* (array2+ i) + j) = 6 ; // вторая с операцией разыменования.

Пример динамического массива на С++

Float * array1; // Одномерный массив int ** array2; // Многомерный массив array1 = new float [ 10 ] ; // выделение 10 блоков размером типа float array2 = new int * [ 16 ] ; // выделение 16 блоков размером типа указателя на int for (int i = 0 ; i < 16 ; i++ ) { array2[ i] = new int [ 8 ] ; }

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. Гетерогенный массив как встроенный тип данных присутствует в языках PHP и 1С .

Реализация

Одним из способом реализации статических массивов с одним типом элементов является следующий (в Фортране порядок индексов противоположен таковому в Си ):

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 языков программирования , однако этот метод был использован в языках более высокого уровня языком программирования Си.

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

Достоинства

• лёгкость 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

См. также

Литература

• Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных = Algoritms and data structure. - М .: Мир, 1989. - 360 с. - ISBN 5-03-001045-9
• Хювёнен Э., Сеппянен Й. Мир Лиспа. Введение в язык ЛИСП и функциональное программирование. В 2-х т. = Lisp-maailma: Johdatus kieleen ja ohjelmointiin / Пер. с финск. - М .: Мир, 1990. - ISBN 5-03-001935-9
• Магариу Н. А. Язык программирования АПЛ. - М .: «Радио и связь», 1983. - 96 с.
• Бартеньев О. В. Современный Фортран. - 3-е изд., доп. и перераб.. - М .: ДИАЛОГ-МИФИ, 2000. - 449 с.

Примечания

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

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++

Массив - это однородный, упорядоченный структурированный тип данных с прямым доступом к элементам. Элементы массива объединяются общим именем и занимают в компьютере определенную конечную область памяти. К любому элементу массива можно обратиться, указав имя массива и индекс элемента в массиве.

Одномерные и двумерные массивы

Если в массиве для обращения к элементам используется только один порядковый номер, то такой массив называется линейным, или одномерным . Одномерный массив можно представить в виде таблицы, в которой существует только одна строка.

Количество индексов элементов массива определяет размерность массива.

Массивы с двумя индексами называют двумерными . Такие массивы можно представить в виде таблицы, в которой номер строки соответствует первому индексу, а номер ячейки в строке (номер столбца) - второму индексу.

Чаще всего применяются одномерные массивы и двумерные массивы .

Объявление массива

Чтобы объявить массив (это необходимо для выделения памяти, в которой будут храниться значения элементов массива), следует указать его имя и размерность при помощи ключевого слова МАССИВ .

массив А

В данном примере будет объявлен одномерный массив А, состоящий из 10 элементов.

массив М

В данном примере будет объявлен двумерный массив М, который можно представить в виде таблицы, состоящей из 4-х строк по 5 ячеек в каждой строке.

Ограничение на размер одномерного массива - 1000 элементов, для двумерных - 1000х1000. В учебных целях лучше не использовать массивы более чем из 500 элементов, чтобы не замедлять время обработки. Все массивы в Game Logo имеют числовой тип (действительные числа).

Работа с массивами

После объявления массива каждый его элемент можно обработать, указав идентификатор (имя) массива и индекс элемента в квадратных скобках. Например, запись M позволяет обратиться ко второму элементу массива M.

При работе с двумерным массивом указываются два индекса. Например, запись
M делает доступным для обработки значение элемента, находящегося в третьей строке четвертого столбца массива M.

Индексированные элементы массива называются индексированными переменными и могут быть использованы так же, как и простые переменные. Например, они могут находиться в выражениях в качестве операндов или использоваться в качестве аргументов в командах.

Присваивание значений элементам массива

А = 15

Третьему элементу массива А будет присвоено значение 15.

М = 25

Элементу массива М, находящемуся во второй строке четвертого столбца, будет присвоено значение 25.

Ввести значение в элемент массива можно также при помощи команды СПРОСИ.

спроси А

Загрузить данные в массив можно при помощи команды ЗАГРУЗИ.

Примеры для одномерного массива А.

загрузи в A
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
конец загрузки

загрузи в A
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
конец загрузки

Если данных будет недостаточно, то часть элементов останется незаполненной. Если избыточно, то они отсекутся.

Пример для двумерного массива М.

загрузи в M

56 78 56 36 24 15 17 25 36 25
15 17 25 36 24 56 78 56 36 24



15 17 25 36 24 56 78 56 36 24
78 56 36 24 15 17 17 25 36 25
36 24 56 78 24 56 78 56 36 24
39 78 56 36 24 25 15 15 89 71
конец загрузки

Заполнение массива случайными числами

Заполнить массив случайными числами можно при помощи цикла.

Пример заполнения элементов массива А псевдослучайными целыми числами в диапазоне от 10 до 99:

массив А
переменная х

Повторить для х = 1 до 100 {
А[х] = Int(случайное * 89) + 10
}

Вывод значений элементов массива

ПИШИ A

На экран будет выведено значение третьего элемента одномерного массива А.

ПИШИ# A

Будут выведены значения всех элементов массива А.

Знак # в команде ПИШИ выводит массив целиком. Для одномерных массивов вывод осуществляется с переносом строк. Для двумерных - как есть в виде таблицы, поэтому возможен выход за пределы поля.

Вывод массива в графическом виде

Массив может быть выведен в виде ряда точек (или таблицы из точек для двумерных массивов), цвет которых соответствует значению элемента массива (диапазон от 0 до 15, все числа меньше 0 отображаются черным цветом, больше 15 - белым). Этот способ удобен для моделирования клеточных автоматов, для визуализации сортировки и во многих других случаях, когда требуется визуальное восприятие происходящего в массиве.

ТОЧКА# [, ]

Необязательные параметры и взяты в скобки. Они обеспечивают отступ от начала координат (верхнего левого угла).

точка# M, 150, 50

Замена и копирование значений в массивах

Команда для замены во всем массиве одного значения на другое.

заменить в на

Команда для копирования всех значений одного массива в другой массив. Количество элементов и размерность массивов должны совпадать.

копировать в