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

85521. Разработка обобщенной структурной схемы системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами 646.37 KB
  Разработать структурную схему приемника и структурную схему фильтра рассчитать основные характеристики разработанной системы связи дать оценку пропускной способности и эффективности системы связи и сделать обобщающие выводы по результатам расчетов.
85522. Расчет устойчивости электрической системы 675 KB
  В данной курсовой работе для электрической системы проведены расчеты статической и динамической устойчивости. В частности были рассчитаны идеальные пределы мощности, коэффициенты запаса статической устойчивости в различных случаях регулирования возбуждения.
85523. Численные исследования систем регулирования по отклонению с ПИ-регулятором 85.71 KB
  Цель данной курсовой работы исследовать влияние оптимальных настроек регулятора на критерий точности регулирования системы. Задачи: Исследовать качество системы регулирования по отклонению с ПИрегулятором с настройками по методике В.
85524. Разработка базы данных для учета материальных ценностей в ресторане 25.06 MB
  Программа предназначена для накопления и анализа данных о результатах учета материальных ценностей в ресторане, об их стоимости и количестве. Кроме того, программа должна выдавать справочные данные о МЦ, о контрагентах, о материально-ответственных лицах.
85525. Построение проверяющего и диагностического тестов для непрерывной системы 933 KB
  При изготовлении эксплуатации ремонте и хранении технических объектов необходима проверка их исправности работоспособности правильности функционирования и поиска неисправностей. Таблица функций неисправностей ТФН для функциональной схемы объекта диагноза которая представлена на рисунке...
85526. МНОГОЭТАЖНОЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ЗДАНИЕ 2.06 MB
  В курсовом проекте выполнена разбивка сетки колон. Определены расчетные и нормативные нагрузки на плиту перекрытие. Определена высота поперечного сечения плиты, подобрана арматура. Собраны нагрузки на главную балку, определена высота поперечного сечения балки, подобрана арматура, построена эпюра материалов.
85527. Электрооборудование внутришлифовального станка модели 3225 63.3 KB
  Размыканием нормально открытых контактов 2К отключается привод ПМУ. Магнитные пускатели и контакторы выбираются по следующим условиям: 1 току и напряжению силовых контактов; 2 мощности коммутируемой нагрузки; 3 числу и роду силовых контактов; 4 числу и роду вспомогательных контактов...