Цель работы: приобрести практический опыт проектирования динамических структур данных и алгоритмов их обработки.




 

Теоретические сведения

 

При определении статического массива: <тип> <имя_массива> [количество_элементов], имя_массива становится указателем на область памяти, выделяемой для размещения элементов массива. Количество элементов должно быть константой. Таким образом, размеры памяти, выделяемой под массив, заданы в определении массива. Но иногда нужно, чтобы размеры памяти были не фиксированными, а выделялись в ходе выполнения программы при решении конкретной задачи.

Формирование массивов с переменными размерами можно организовать с помощью указателей и средств для динамического выделения памяти. Эти средства описаны в файле <alloc.h>. Функции malloc() и calloc() динамически выделяют память в соответствии со значениями их параметров и возвращают адрес начала выделенного участка памяти. Тип возвращаемого значения указателя void *. Его можно преобразовать к указателю любого типа с помощью явного приведения типа. Функция free(void *) освобождает память, выделенную с помощью malloc() или calloc().

 

int *p;

p=(int *)malloc(size); //Указателю на целое p присваивается адрес начала выделенной области памяти размером size байт.

p=(int *)calloc(n, size); //Указателю на целое p присваивается адрес начала выделенной области памяти размером n*size байт.

free(p); //Освобождает выделенную по адресу p память. Преобразование указателя любого типа к типу void * осуществляется автоматически, так что в качестве фактического параметра можно подставить указатель любого типа без явного приведения типов.

Пример формирования одномерного динамического массива

//lab11_1

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

#include <alloc.h>

main()

{ float *p,d;

int i,n;

printf("\n input n:");

scanf("%d",&n);

p=(float *)malloc(n*sizeof(float));

for (i=0;i<n;i++)

{printf("x[%d]=",i);

scanf("%f",&d);

p[i]=d;

}

for (i=0;i<n;i++)

{ if (i%4==0) printf("\n");

printf("\t x[%d]=%6.2f",i,p[i]);

}

free(p);

getch();

}

 

Доступ к участкам выделенной памяти выполняется с помощью операции индексирования: p[i].

Каждый элемент массива может быть, в свою очередь, массивом. Именно так конструируются динамические многомерные массивы. Рассмотрим алгоритм создания и обработки двумерного массива.

1 Определяем указатель на массив указателей, задающий адреса начала строк матрицы: тип **uk.

2 Вводим размеры матрицы n,m.

3 Создаём динамический массив указателей на указатели начала строк: uk=(тип **)malloc(n*sizeof(тип *));

4 В цикле выделяем память под n массивов – строк по m элементов в каждом: for (i=0;i<n;i++) uk[i]=(тип *)malloc(m*sizeof(тип));

5 Обработка массива (работа с индексированными элементами uk[i][j]).

6 В цикле освобождаем память, занятую под n массивов – строк: for (i=0;i<n;i++) free(uk[i]);

7 Освобождаем память, занятую под массив указателей: free(uk).

 

Пример обработки двумерного динамического массива

 

Составить программу, создающую динамическую матрицу размером n*n, заполнить матрицу случайными числами. Вычислить сумму каждой строки и поместить суммы строк в одномерный динамический массив.

 

//lab11_2

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

#include <stdlib.h>

#include <alloc.h>

void main()

{ int n,j,i;

float ** matr; float * mass; // Объявляем matr - указатель на массив указателей //mass – указатель на одномерный массив

clrscr();

printf("Введите размер квадратной матрицы n: "); scanf("%d",&n);

mass=(float *)malloc(n*sizeof(float)); // Выделяем память под массив mass

if (mass==NULL)

{ puts("не создан динамический массив!");

return;}

matr=(float **)malloc(sizeof(float *)*n); // Выделяем память под массив указателей

if (matr==NULL)

{ puts("не создан динамический массив!");

return;}

randomize();

for (i=0;i<n;i++)

{ matr[i]=(float *)malloc(sizeof(float)*n); // Выделяем память под i-ю строку

if (matr[i]==NULL)

{ puts("не создан динамический массив!");

return;}

for (j=0;j<n;j++) matr[i][j]=random(100);

}

for (i=0;i<n;i++)

{ mass[i]=0;

for (j=0;j<n;j++)

mass[i]+=matr[i][j];

}

for (i=0;i<n;i++)

{ for (j=0;j<n;j++)

printf("\t%6.2f",matr[i][j]);

printf("\n");

}

for (i=0;i<n;i++)

printf("\n сумма %d строки %8.2f",i,mass[i]);

for (i=0;i<n;i++)

free(matr[i]); //Освобождаем память i – й строки

free(matr); // Освобождаем память массива указателей

free(mass); // Освобождаем память массива сумм

getch();

}

 

Выполнение работы

 

1 Проанализировать приведенные программы.

2 Создать двумерный динамический массив и выполнить задание по своему варианту.

 

Варианты заданий

 

1 Даны матрица A размером m*n и вектор В размером m. Записать на главную диагональ элементы вектора, а в вектор - элементы главной диагонали.

2 Выбрать максимальный элемент матрицы С (размер m*n), элементы четных строк разделить на максимальный элемент, а к элементам нечетных прибавить максимальный элемент.

3 Найти минимальный элемент матрицы С (размер m*n), и поменять его местами с первым элементом.

4 Дана матрица Е размером m*n. Вычислить суммы элементов каждого столбца. Определить наибольшее значение этих сумм и номер соответствующего столбца.

5 В матрице К размером m*n найти в каждом столбце произведение отрицательных элементов и количество нулевых элементов в матрице.

6 Даны две матрицы А и В одинаковой размерности m*n. Получить матрицу

C = max (a i j, b i j), и матрицу D = min (a i j, b i j).

7 Дана матрица Р размером m*n. Найти сумму минимальных элементов каждого столбца матрицы.

8 Даны матрицы: А размером m*k и В размером k*n.Получить матрицуС=A*В.

9 Дана матрица К размером m*n. Вычислить сумму минимальных элементов каждого столбца.

10 Дана матрица С размером m*n. Упорядочить эту матрицу по возрастанию элементов в каждом столбце.

11 Дан одномерный массив A из m элементов. Вводится число k (k<m). Получить из А матрицу, по k элементов в строке. Недостающие элементы заменить 0.

12 В матрице Т размером m*k переставить элементы в строках так, чтобы по диагонали они были упорядочены по возрастанию.

 

5 Контрольные вопросы

 

1 Отличия динамического массива от статического.

2 Как создать одномерный динамический массив?

3 Как создать динамическую матрицу?

4 Как освобождается память, занятая под динамические структуры?


 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
Интерфейсы программных продуктов

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-04 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: