Что значит описать массив

Pascal-Паскаль

Программирование. Одномерные массивы Pascal-Паскаль

• Скачено бесплатно: 19090
• Куплено: 414

• Pascal-Паскаль->Программирование. Одномерные массивы Pascal-Паскаль

Программирование. Одномерные массивы Pascal-Паскаль

Понятие структуры

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:

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

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

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:

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

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 :

далее в программе мы можем обращаться к отдельным элементам массива a или c . Например, a [5]:=23; c [1]:=’ w ‘; a [7]:= a [5]*2; writeln ( c [1], c [3]).

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

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 [90], 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,

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

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

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

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

На экране мы увидим, к примеру, следующие значения:

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:

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:

Текст программы :

Пример программы суммирования векторов

Программирование

Исходники Pascal (127)

Справочник

Справочник по паскалю: директивы, функции, процедуры, операторы и модули по алфавиту

Источник

Урок 20. Описание массива

Урок из серии: «Язык программирования Паскаль»

В предыдущем уроке мы ввели понятие структурированных данных.

Изучение данных структурированного типа начнем с регулярного типа данных — массивов.

Название регулярный тип массивы получили за то, что в них объединены однотипные элементы, упорядоченные (урегулированные) по индексам, определяющим положение каждого элемента в массиве.

Массив — структурированный тип данных, состоящий из фиксированного числа однотипных элементов, объединённых одним именем, где каждый элемент имеет свой номер (индекс).

Когда возникает необходимость использовать массивы?

Рассмотрим следующую задачу: ввести с клавиатуры 30 целых чисел и вычислить их сумму, при этом каждое из чисел сохранить в памяти для последующей обработки.

Мы будем вынуждены ввести 30 имен переменных, что, естественно, очень неудобно. Как быть?

В этом случае лучше организовать массив. Имя у всех элементов будет общее. Чтобы получить доступ к элементу, достаточно будет указать имя массива и его порядковый номер.

И так, массивы будем использовать тогда, когда нужно обработать большой объем однотипной информации, которую необходимо сохранить в памяти для последующей обработки.

Определим еще несколько понятий, связанных с массивами.

Элемент массива — отдельная переменная, входящая в массив.

Размерность массива — количество индексов, по которым определяется положение элемента в массиве.

Индексы элемента массива — совокупность номеров, определяющих его местоположение в массиве.

Чтобы лучше понять, что такое размерность массива, сравним их с таблицами.

Одномерный массив сравним с таблицей, состоящей из одной строки. Для определения положения элемента в строке достаточно знать порядковый номер ячейки, в которой находится элемент. Поэтому в одномерном массиве один индекс — порядковый номер элемента.

Двумерный массив — прямоугольная таблица. Для определения положения элемента в прямоугольной таблице нужно знать порядковый номер строки и столбца, на пересечении которых находится ячейка. Поэтому в двумерном массиве — два индекса, номер строки и номер столбца.

И так, потребность использовать массив возникает всякий раз, когда при решении задачи приходится иметь дело с большим, но конечным количеством однотипных данных, которые необходимо хранить в памяти.

Переходим к изучению массивов.

Описание массива

Прежде чем использовать массив в программе, его необходимо предварительно описать. Описать массив — значит выделить в памяти место, достаточное для хранения всех его элементов. Для этого надо указать имя массива и длину массива — количество элементов в нем. В большинстве случаев при задании размеров массива используются диапазоны изменения значений индекса.

При описании массива используется зарезервированное слово array (массив), указываются диапазон изменения для индексов и тип компонентов массива.

Способ 1. Описание массива с определением типа.

Способ 2. Описание массива без определения типа.

Двумерный массив описывается так же, как и одномерный. Различие состоит в том, что вы должны указать диапазон для двух индексов массива — положение каждого элемента массива A[i, j] определяется номером строки и номером столбца.

Например, описание двумерного массива натуральных чисел размера N x М может быть задано следующей строкой:

Вернемся к нашей задаче. У нас 30 целых чисел, выделим для них 30 ячеек, объединим их общим именем А.

№	A	Имя А — это общее имя для всех элементов. Элементы массива — это числа, их 30
1	25
2	64
3	27
…	…
29	53
30	89

Опишем одномерный массив из 30 целых чисел для этой задачи следующим образом:

Напомним, что раздел типов начинается со служебного слова type, после этого идет имя нового типа и его описание. Между именем типа и его описанием ставится знак «равно» (в разделе переменных между именем переменной и её описанием ставится двоеточие).

myarray — это имя нового типа;

array — служебное слово (в переводе с английского означает «массив», «набор»);

[1..30] — в квадратных скобках указывается номер первого элемента, затем, после двух точек, номер последнего элемента массива, в этом примере первый элемент имеет номер 1, а последний — номер 30;

Of — служебное слово (в переводе с английского — «из»);

Integer — тип всех элементов массива.

Так как каждый элемент имеет свой номер, то к каждому элементу можно обращаться непосредственно. Для того чтобы получить доступ к i-му элементу этого массива, необходимо записать: A[i] — сначала имя массива, а в квадратных скобках указывается номер элемента, к которому обращаемся, — i.

Например, обращаемся к первому элементу массива А — А[1], а к пятому — А[5].

Тот же самый массив может быть задан и при определении соответствующей переменной:

Особенность языка Паскаль

Особенностью языка Паскаль является то, что число элементов массива фиксируется при описании и в процессе выполнения программы не меняется. Это считается недостатком языка, так как не во всех программах можно заранее предсказать необходимый размер массива (который может определяться в зависимости от тех или иных условий, возникающих в процессе исполнения).

Для решения этой проблемы используют прием, позволяющий имитировать работу с массивами переменной длины, который заключается в следующем: в разделе описания предварительно определяют возможное максимальное значение размера массива, а затем в программе запрашивают текущее значение размера и используют это значение далее при заполнении и обработке массива.

На следующем уроке мы рассмотрим основные алгоритмы, которые используются при обработке данных, хранящихся в массиве.

Источник

Массивы

Массивы

П усть нам необходимо работать с большим количеством однотипных данных. Например, у нас есть тысяча измерений координаты маятника с каким-то шагом по времени. Создавать 1000 переменных для хранения всех значений очень. обременительно. Вместо этого множество однотипных данных можно объединить под одним именем и обращаться к каждому конкретному элементу по его порядковому номеру.
Массив в си определяется следующим образом
[ ];
Например,
int a[100];
Мы получим массив с именем a, который содержит сто элементов типа int. Как и в случае с переменными, массив содержит мусор.
Для получения доступа до первого элемента, в квадратных скобках пишем его номер (индекс). Например

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

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

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

Начальная инициализация массива.

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

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

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

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

Если необходимо заполнить весь массив нулями, тогда пишем

Можно не задавать размер массива явно, например

массив будет иметь размер 3

Размер массива

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

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

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

Переполнение массива

П ускай у вас есть такой код

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

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

Никаких полноценных способов проверки, вышли мы за пределы массива или нет, не существует. Поэтому либо мы точно знаем его размер, либо храним в переменной и считываем при надобности.

Примеры

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

Здесь незнакомая для вас конструкция

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

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

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

5. Сортировка массива пузырьком

6. Перемешаем массив. Воспользуемся для этого алгоритмом Fisher-Yates:
Для i от N-1 до 1 выбираем случайное число j в пределах от 0 до i и меняем местами i-й и j-й элементы.

Источник