72649

Понятие массива

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Каждый массив должен быть описан в начале программы с помощью оператора размерности DIMENSION с указанием предельных значений каждого индекса, которые задаются целыми константами. Это необходимо для того, чтобы зарезервировать соответствующий объем памяти для хранения элементов массива.

Русский

2014-11-26

18.25 KB

2 чел.

 Понятие массива

Массивом называется совокупность переменных одного типа, обозначаемая именем с индексами в круглых скобках. Например, вектор с компонентами u1, u2, ..., un, можно представитьодномерным массивом

U(I), 1≤I≤N,

а матрицу с компонентами Ai,j можно представить двумерным массивом

A(I,J), i≤ I ≤ N, 1≤ J ≤ M;

Количество индексов в массиве определяет его размерность, и массивы могут быть, соответственно, одномерными, двумерными, трехмерными и т.д.

Оператор описания массива DIMENSION

Каждый массив должен быть описан в начале программы с помощью оператора размерности DIMENSION с указанием предельных значений каждого индекса, которые задаются целыми константами. Это необходимо для того, чтобы зарезервировать соответствующий объем памяти для хранения элементов массива.

Примеры:

DIMENSION А(10,30),BK(500),IU(40)

Здесь первый массив — двумерный, а второй и третий — одномерные. Первый индекс в массиве А изменяется от 1 до 10, второй от 1 до 30. Во втором и третьем массивах индексы из меняются соответственно от 1 до 500 и от 1 до 40.

 Совмещение описания массива с описанием типа переменных

Описание размерности массива может быть совмещено с описанием типа переменных. Поэтому запись

REAL KLM, XF

INTEGER FR, SS

DIMENSION KLM(15,15),FR(100),XF(10),SS(5,5)

эквивалентна записи

INTEGER FR(100), SS(5,5)

REAL KLM(15,15), XF(10)

Описание массива в программе может быть произведено только один раз.

Оператор PARAMETER

При описании массивов можно предварительно присвоить константам символические имена. Для этого используется оператор PARAMETER вида

PARAMETER (<имя>=<константа>,<имя>=<константа>,...)

Здесь <имя> — символическое имя, образованное по правилам Фортрана. Тогда, например, запись

DIMENSION A1(100,200), A2(100,200), B(200,100)

эквивалентна записи

PARAMETER (N1=100, N2=200)

DIMENSION A1(N1,N2)A2(N1,N2),B(N2,N1)

Такая запись позволяет упростить изменение размерности при модификации программы.

1.6. Обращение к элементу массива

При обращении к элементу массива необходимо указывать его имя и индексы, которые могут быть либо константами, либо арифметическими выражениями целого типа, например

V=A(I,J)+B(3.2*L+7)

В этом случае целые переменные I,J,L должны быть заданы в предыдущей части программы.

Ввод и вывод массива

При вводе и выводе массивов используются два основные способа:

• ввод-вывод массива по имени;

• с помощью цикла.

Первый способ (пример)

DIMENSION A(10), B(3,4)

READ(*,*) A,B

В этом случае должны быть последовательно введены 10 чисел которые соответствуют элементам массива А, а затем введены 12 чисел, которые соответствуют элементам массива В, согласно их последовательности расположения в памяти.

Второй способ (пример)

DIMENSION А(10), В(3,4)

READ(*,*) N,L,M,(A(I),I=1,N), ((B(I,J),J=1,L),I=1,M)

В этом случае числа N,L,M подчиняются ограничениям N≤10, L≤4, М≤3, поскольку в противном случае мы выйдем за границы расположения элементов массивов. Этот способ удобнее, в программе используется меньшее количество элементов массива, нежели то, которое задано в операторах размерности. В этом примере сначала вводятся три целых числа N,L,M, и затем последовательно N элементов массива А, а затем L*M элементе массива B в последовательности

В(1,1),В(1,2),...В(2,1),В(2.2),..

В этом случае последовательность ввода элементов В не совпадает с порядком их хранения в памяти. Если последний оператор записать как

READ(*,*)N,L,M,(A(I),I=1,N),((B(I,J),I-1,M),J=1,L)

то порядок ввода элементов массива B и порядок их размещения в памяти будет одинаковый.

Вывод массива отличается от их ввода только заменой оператора READ на оператор WRITE.

Использование массивов

Рассмотрим следующую задачу.

Ввести с клавиатуры N≤100 чисел и найти их сумму/произведение. Соответствующая программа может иметь вид

Сумма

Произведение

DIMENSION А(100)

READ (*,*)N,(A(I),I =1,N)

S=0.0

DO 5 I=1,N

S=S+A(I)

5 CONTINUE

WRITE (*,*)S

STOP

END

DIMENSION А(100)

READ (*,*)N,(A(I),I =1,N)

P=1.0

DO 5 I=1,N

P=P*A(I)

5 CONTINUE

WRITE (*,*)P

STOP

END

Характеристики массивов

Массив характеризуется числом измерений, которых может быть не более семи. Число измерений массива называется его рангом. Массив ранга 1 называют вектором, а ранга 2 - матрицей. Объект ранга 0 является скаляром.

Число элементов массива называется его размером. Также массив характеризуется формой, которая определяется его рангом и протяженностью (экстентом) массива вдоль каждого измерения. Например, оператор

real, dimension (2, 3, 10) :: b

объявляет массив b ранга 3, размера 2*3*10 = 60 и формы (2, 3, 10). Протяженность массива по первому измерению равна двум, по второму - трем, а по третьему - десяти.

Каждая размерность массива может быть задана нижней и верхней границами,  которые разделяются двоеточием. Например:

real, dimension(4:5, -1:1, 0:9) :: с ! Форма массива (2, 3, 10)

Ранг, форма и размер массивов b и с совпадают. Такие массивы называются со-

гласованными.

Нижняя граница и последующее двоеточие при объявлении массива могут быть опущены, тогда по умолчанию нижняя граница принимается равной единице.

Способы объявления массивов

Помимо использованного способа массив можно объявить и без применения атрибута DIMENSION, например все последующие объявления дают двумерный целочисленный массив:

integer, parameter :: m = 2, n = 4

integer a(m, n) ! или a(1:m, 1:n)

или

integer b

dimension b(m, n) ! Оператор DIMENSION

или

integer, dimension(m, n) :: с ! Атрибут DIMENSION

Существуют разные способы объявления и размещаемых массивов:

integer, allocatable :: а(:, :)

или

integer, dimension(:, :) :: b

allocatable b ! Оператор ALLOCATABLE

или

integer с

dimension c(:, :) ! Оператор DIMENSION

alocatable с

или

integer, alocatable, dimension (:, :):: d

Конструктор массива

В Фортране можно, используя конструктор массива, задать одномерный массив. Конструктор массива имеет вид:

(/ список-значений /)

Пробелы между круглой скобкой и слешем не допускаются. Значения в списке разделяются запятыми и должны иметь одинаковый тип и разновидность типа.

Пример массива - буквальной константы: (/1,2, 3, 4, 5 /). Такой массив может быть использован в выражении, например:

integer a(5)

а = 2 * (/ 1, 2, 3, 4, 5 /)

write(*, *) a ! 2 4 6 8 10

Список-значений может содержать последовательность скаляров, встроенных DO-циклов и массивов любого ранга. Каждое значение списка может быть результатом выражения.

Встроенный DO-цикл имеет вид:

(выражение, dovar = start, stop [, inc])

dovar - целочисленная скалярная переменная (параметр цикла). start, stop, inc -целочисленные константные выражения, определяющие диапазон и шаг изменения dovar. Если inc отсутствует, то шаг устанавливается равным единице.

Встроенный DO-цикл добавляет в список значений

MAX(INT(stop - start + inc)/inc), 0)

элементов. Выражение может содержать dovar. Возможна организация вложенных встроенных DO-циклов.

Если в списке появляется многомерный массив, то его значения берутся в порядке их размещения в памяти ЭВМ.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68731. Хронические расстройства питания у детей раннего возраста 110.5 KB
  Известно что хронические расстройства питания у детей могут проявляться в виде в различных формах в зависимости от характера нарушений трофики и возраста: Группировка гипотрофий: Дети первых двух лет жизни:I. Гипотрофия хроническое расстройство питания с дефицитом массы тела относительно роста.
68732. Античная Греция: институт проксении 34 KB
  В отношениях между полисами и их гражданами особую роль выполнял такой институт как проксении своеобразный вид гостеприимства. Проксения существовала между отдельными лицами родами племенами и целыми государствами. Проксеном являлся гражданин одного полиса оказывавший услуги гражданам или официальным лицам...
68733. Сущность, задачи и структура финансовой политики государства 21.1 KB
  Сущность задачи и структура финансовой политики государства Финансовая политика совокупность целенаправленных действий с использованием финансовых отношений финансов. Задачами финансовой политики является:обеспечение условий для формирования максимально возможных финансовых ресурсов...
68734. Хирургическая операция. Оперативная хирургическая техника 27.93 KB
  Хирургические инструменты. Абсолютные когда отказ от операции приведет к ухудшению состояния или смерти. А абсолютные к экстренной операции жизненные когда отказ от операции приведет к ухудшению состояния или к смерти в настоящий момент: асфиксии острые кровотечения острые...
68736. Служба охраны труда на предприятии, её структура, права и обязанности 32 KB
  Служба охраны труда предприятия либо работник на которого возложены эти обязанности руководствуются следующими документами: − типовым положением о службе охраны труда на предприятии; − квалификационными характеристиками должностей начальника отдела охраны труда и инженера по охране труда.
68737. Соотношение понятий и функций: СО и реклама, СО и пропаганда, СО и маркетинг, СО и паблисити, СО и реклама 38 KB
  Реклама разновидность массовой коммуникации в которой создаются и распространяются тексты однонаправленного и неличного характера оплаченные идентифицированным рекламодателем и адресованные аудитории с целью побудить ее к нужному выбору.
68738. Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для долговременного хранения и транспортировки информации 15.06 KB
  Магнитные носители основаны на свойстве материалов находиться в двух состояниях: «не намагничено»-«намагничено», кодирующие 0 и Запись происходит при помощи мгнитной головки. Из-за контакта головки с поверхностью носителя через некоторое время носитель приходит в негодность.
68739. Определение элементов внешнего ориентирования снимка по опорным точкам (обратная фотограмметрическая засечка) 37 KB
  Опорной точкой будем называть точку, опознанную на местности и на снимке, геодезические координаты которой на местности известны. Для определения элементов внешнего ориентирования снимка воспользуемся уравнениями коллинеарности (1.3.12), которые представим в виде...