9693

Понятие структуры. Индекс массива

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Понятие структуры До сих пор мы работали с простыми типами данных - логический (boolean), целый (integer, word, byte, longint), вещественный (real), символьный (char). Для оптимизации обработки больших объемов информации требуются да...

Русский

2013-03-15

149.5 KB

0 чел.

Понятие структуры

До сих пор мы работали с простыми типами данных – логический ( boolean ), целый ( integer , word , byte , longint ), вещественный ( real ), символьный ( char ).

Для оптимизации обработки больших объемов информации требуются данные, имеющие более сложное строение. Составные конструкции данных называются структурами. Если структура не изменяет своего строения на протяжении всего выполнения программы, в которой она описана, то такую структуру называют статической.

Самой распространенной статической структурой, реализованной практически во всех языках программирования, является массив.

Массив – совокупность однотипных данных объединенных общим именем различаемых по индексу.

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 другого скалярного типа, а также из структурных элементов поддерживаемых языком программирования.

К любому элементу массива можно обратиться, указав имя массива и порядковый номер (индекс) элемента.

Индекс массива

Номер элемента массива называется индексом. Индекс – это значение перечисляемого типа, определенного, как тип индекса данного массива. Например: целочисленный тип (integer , word или byte), логический или  символьный.

Описание массива 

В языке Паскаль тип массива задается с использованием специального слова array (англ. – массив), и его объявление в программе выглядит следующим образом:

Type < имя _ типа >= array [ I ] of T; где I – тип индекса массива, T – тип его элементов.

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

Var <имя массива>: array [ I ] of T; где I – тип индекса массива, T – тип его элементов.

Обычно тип индекса характеризуется некоторым диапазоном значений любого порядкового типа: I1 .. In . Например, индексы могут изменяться в диапазоне 1..20 или ‘ a ’..’ n ’.

При этом длину массива Паскаля характеризует выражение: ord(In)- ord(I1)+1.

Пример объявления целочисленных массивов из 10 элементов:

 Var 

 A: array [1..10] of integer;

 B: array [0..9] of integer;

 C: array [90..99] of integer;

 D: array [‘a’..’j’] of integer;

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.

Прямая адресация.

При обращении к элементу массива индеек указывается в явном виде как константа (конкретное значение).

Пример:

Var 

A: array [1..6] of integer;

Begin

A[1]:=34;

A[2]:=17;

A[3]:=60;

A[4]:=40;

A[5]:=30;

A[6]:=4;

End.

Массив А

значения

34

17

60

40

30

4

индекс

1

2

3

4

5

6

Косвенная адресация

В качестве индекса массива можно использовать переменную или выражение, соответствующее индексному типу.

Пример:

Var 

A: array [1..6] of integer;

i:integer;

Begin

Значение переменной i

Имя элемента

массива

Значение

i:=1;

1

A[i]:=34;

A[1]

34

i:=i+1;

2

A[i]:=17;

A[2]

17

i:=i+1;

3

A[i]:=60;

A[3]

60

i:=i+1;

4

A[i]:=40;

A[4]

40

A[i+1]:=30;

A[5]

30

A[i+2]:=4;

A[6]

4

End.

Самая распространенная ошибка: результат вычислений оказаться за пределами интервала допустимых значений индекса, то есть будет произведена попытка обратиться к элементу, которого не существует. Эта ошибка называется «выход за пределы массива».

Пример:

Var 

A: array [1..6] of integer;

i: integer;

Begin

i:=4;

A[i+5]:=34;

End.

Данная программа полностью соответствует синтаксису языка, и транслятор не выдаст ошибку, но на стадии выполнения произойдет ошибка выхода за пределы массива Паскаля. При i =4 выражение i +5=9, компьютер сделает попытку обратиться к элементу массива A [9], но такого элемента нет, поскольку описан массив размерностью 6.

Двойная косвенная адресация

В качестве индекса массива можно использовать ссылку на значение элемента другого массива. При этом значения элементов массива, на который ссылаются для определения значения индекса, должны и по диапазону и по типу соответствовать ему.

Пример:

Var 

A,B: array [1..6] of integer;

Имя элемента

массива

Значение

i:integer;

Begin

B[1]:=6;

B[2]:=4

B[3]:=1

B[4]:=5

B[5]:=3

B[6]:=2

значения

30

60

50

20

40

10

индекс

1

2

3

4

5

6

A[B[1]]:=10;

A[6]

10

A[B[2]]:=20;

A[4]

20

A[B[3]]:=30;

A[1]

30

A[B[4]]:=40;

A[5]

40

A[B[5]]:=50;

A[3]

50

A[B[6]]:=60;

A[2]

60

End.

Действия с массивами в языке программирования Pascal.

Тип данных определяет внутреннее представление в памяти компьютера, т.е. накладывает ограничение области допустимых значений и набор допустимых операций над данными этого типа.

Если А и В массивы одного типа, то над ними возможна только одна операция – присваивание. Если B:=A, то каждому элементу массива B будет присвоено соответствующее значение из массива A.

Пример:

Var 

A, B: array [1..6] of integer;

Begin

A[1]:=34;

A[2]:=17;

A[3]:=60;

A[4]:=40;

A[5]:=30;

A[6]:=4;

B:=A

End.

Массив А

Значения

34

17

60

40

30

4

индекс

1

2

3

4

5

6

Массив B

Значения

34

17

60

40

30

4

индекс

1

2

3

4

5

6

Все остальные действия над массивами производятся поэлементно! 

Заполнение массива

  •  Для того чтобы заполнить значения элементов массива, необходимо последовательно изменять значение индекса, начиная с первого до последнего, и определять значение соответствующего элемента.
  •  Для заполнения массива используется цикл. Параметр цикла при этом, удобно связывать с индексом массива.
  •  Значения элементов могут быть введены с клавиатуры или определены с помощью оператора присваивания.

Ввод массива от пользователя (с клавиатуры)

Var 

  A : array [1..10] of integer ;

  I : byte ; {параметр цикла I будет и индексом массива} 

Begin 

  For i:=1 to 10 do 

     Readln (a[i]); { ввод i- го элемента производится с клавиатуры } 

Заполнения массива случайными целыми числами из диапазона от L до R

Var 

  A: array [1..10] of integer;

  I,L,R : integer ;

Begin 

  For i :=1 to 10 do 

     A [ i ]:= random (R-L+1)+L; { i -му элементу массива присваивается «случайное» целое число в диапазоне от L до R} 

Вывод массива

Вывод массива в Паскале осуществляется поэлементно, в цикле, где параметром выступает индекс массива, принимая последовательно все значения от первого до последнего.

Var 

  A: array [1..10] of integer;

  I: byte;

Begin 

  For i :=1 to 10 do 

     Write ( a [ i ],’ ‘); {вывод массива осуществляется в строку, после каждого элемента печатается пробел} 

Задачи:

  1.  Заполнить массив из n (n<=15, вводиться от пользователя) элементов случайным образом числами, лежащими в диапазоне от 1 до 100. Вывести значения массива через запятую в строчку.
  2.  Заполнить массив из n (n<=15, вводиться от пользователя) элементов случайным образом числами, лежащими в диапазоне от -20 до 20. Вывести значения массива через «;» (точку с запятой) в столбик.
  3.  Заполнить массив из n (n<=15, вводиться от пользователя) элементов случайным образом трехзначными числами. Вывести значения массива через пробел в строчку.
  4.  Используя датчик случайных чисел, заполнить массив из n (n<=15, вводиться от пользователя) элементов четными двузначными положительными числами. Вывести значения массива через запятую в строчку.
  5.  Используя датчик случайных чисел, заполнить массив из n (n<=15, вводиться от пользователя) элементов положительными числами, кратными 5и не превышающими 1000. Вывести значения массива через запятую в строчку.
  6.  Заполнить массив из 10 элементов следующим образом:

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

  1.  Заполнить массив из 10 элементов следующим образом:

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

  1.  Заполнить массив подряд идущими целыми числами от L до R, где L и R вводятся от пользователя.
  2.  Заполнить массив из 7 элементов следующим образом:

 

1!

2!

3!

4!

5!

6!

7!

  1.  Заполнить массив из 10 элементов следующим образом:

 

20

21

22

23

210

  1.  Заполнить массив первыми n (n<=15, вводиться от пользователя) членами арифметической прогрессии (an = a1 + d (n - 1), первый член прогрессии  a1 и ее разность d вводятся от пользователя).
  2.  Заполнить массив первыми n (n<=15, вводиться от пользователя) членами геометрической прогрессии (an = a1*d (n - 1), первый член прогрессии a1 и ее знаменатель d вводятся от пользователя).
  3.  Заполнить массив первыми n (n<=15, вводиться от пользователя) членами последовательности Фибоначчи.
  4.  *Дано натуральное число n (n<=1000000). Заполнить массив цифрами данного числа.
  5.  *Заполнить массив первыми n (n<=15, вводиться от пользователя) натуральными числами, делящимися нацело на 3 и на 5.
  6.  *Заполнить массив первыми n (n<=15, вводиться от пользователя) простыми числами.


Обработка элементов массива

Линейный поиск

  •  Для того чтобы осуществить линейный поиск элемента массива по заданному условию, необходимо последовательно изменять значение индекса, начиная с первого до последнего, и определять соответствие значения каждого элемента заданному условию.

Пример:

В массиве n (n<=15, вводиться от пользователя) элементов, заданных случайным образом числами, лежащими в диапазоне от 1 до 100. Вывести индексы четных элементов массива.

Var 

A: array [1..15] of integer;

i:integer;

Begin

Randomize;

Writeln(‘Vvod n’);

Readln(n);

n

5

For i:=1 to n do

i

1

2

3

4

5

A[i]:=random(100)+1;

a

10

21

5

2

37

For i:=1 to n do

i

1

2

3

4

5

If a[i] mod 2=0 then

условие

+

-

-

+

-

Writeln(i);

1

4

End.

Задачи

В массиве n элементов, заданных случайным образом числами, лежащими в диапазоне от L до R (n (n<=20), L, R вводятся от пользователя).

1. Найти количество элементов:

  1.  являющихся нечетными числами;
  2.  равных 3 или 5;
  3.  являющихся двузначными числами;
  4.  модуль которых равен квадрату индекса;

2. Найти сумму элементов:

  1.  являющихся положительными числами;
  2.  являющихся одноразрядными числами;
  3.  кратных 3 и не кратных 5;

3. Заменить элементы:

  1.  значение которых равно нулю на 100;
  2.  являющиеся отрицательными числами на модуль их значения;
  3.  являющиеся трехзначными  числами на сумму  цифр числа.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59179. Якщо краса позбавлена душі за новелою Томаса Манна: Смерть у Венеції 36.5 KB
  Художні особливості твору: карнавальний принцип значення деталі позиція оповідача афористичність традиційні і новаторські засоби відображення дійсності поєднання реалізму з модернізмом вплив імпресіонізму експресіоністичні елементи...
59180. Урок - елегія за творчістю Лесі Українки. Я маю те, що в серці не вмирає 32 KB
  Стояла я і слухала весну Вона мені багато говорила. Співала пісню дзвінку й голосну То знов таємнотихо шепотіла Вона мені співала про любов Про молодощі радощі надії Вона мені переспівала знов Те що давно мені співали мрії.
59181. Ярій, душе! Ярій, а не ридай... Сценарій літературного вечора, присвяченого В. Стусу 47.5 KB
  У листі від 25 квітня 1970 року до сина Василь згадує як він з самого дитинства було йому менше року уперше відчув себе самотнім: мама в полі довкола нікого нема. Вересень у житті Стуса роковий: 20 вересня 1965 року його відраховують із аспірантури інституту літератури...
59183. Ясна зоря нашого письменства. Сценарій лекторію, присвячений річниці від дня народження Марка Вовчка 77.5 KB
  Тарас Григорович Шевченко повертався із заслання, коли несподівано його затримали в Нижньому Новгороді. Це було прикро, тяжко і навіть страшно після десяти років солдатчини. Начебто і свобода, і нема її. А як хотілось побачити давніх друзів!
59184. Урок обміну досвідом з природознавства: Я розкажу про Україну 31 KB
  Старицький До України уривок Моя Україно Як я тебе любив Твої луги твої степи розлогі Дніпра ревучого славетнії пороги. На цих уроках ми побували в багатьох місцях України дізнались багато нового і цікавого про життя та працю людей природні умови рослинний і тваринний світ різних куточків нашої землі.
59185. Нехай панують на землі добро і справедливість. Сценарій для молодших школярів 44 KB
  От саме в цій країні якось йшли вулицею хлопчик і дівчинка. Хлопчик: Що це Дівчинка: Це мабуть Чарівна паличка. Хлопчик: Як нам пощастило Тепер у нас буде скільки завгодно морозива жуйок тістечок.
59186. Навчаємось разом з героями казок. Cценарій заняття для малят у дитячому садочку 44 KB
  У проведенні заняття беруть участь діти їхні батьки рідні вихователі дитячого дошкільного закладу. Оскільки діти запросили в гості до себе своїх батьків та рідних то вони першими заходять до кімнати й зручно розташовуються.
59187. СВЯТО ПИСАНКИ 83 KB
  Ведуча: Ой що в Софіївському заграли Дзвони затремтіли Не білі голуби янголи в небі полетіли. Ведуча: А між тим нашій незалежності пішов вже десятий рік. Ведуча: В очі нам дивляться ті хто клав своє життя на алтар Вітчизни від звитяжців Запорізької Січі до в’язнів сталінських...