Лабораторная работа № 8. Работа с массивами.
Целью лабораторной работы является получение практических навыков в работе с массивами в языке C.
Темы для предварительной проработки
- Операторы цикла языка C. Вложенные циклы.
- Условный оператор языка C.
- Массивы и указатели.
Задание
| 1. | Объявить массив целых чисел и заполнить его случайными значениями. Размер массива и диапазон значений его элементов заданы в Вашем варианте индивидуального задания. В индивидуальных заданиях указано также, какую обработку массива следует произвести. |
| 2. | Выполнить доработку программы, которая обеспечит вывод результата по 10 значений в строку. |
Пример решения задачи (п.1 с использванием индексов).
| Размерность массива | Диапазон значений | Что нужно сделать |
| -50 - 50 | Во всех последовательностях отрицательных чисел ограничить значения тех элементов, абсолютное значение которых превышает абсолютное среднее для этой последовательности |
Разработка алгоритма.
Схема алгоритма показана на рисунке ниже.
В первой фазе выполнения программы нам необходимо будет сформировать массив случайных чисел. Перед тем как мы будем обращаться к датчику случайных чисел, необходимо его проинициализировать (блок 2). Далее организуем цикл со счетчиком (блок 3), в каждой итерации которого генерируется следующее случайное число и записывается в следующий элемент массива (блок 4). После окончания цикла заполнения массива выводим массив на экран (блок 5).
Нам необходимо будет вычислять среднее значение последовательности, следовательно - подсчитывать количество элементов в ней. Для этого мы вводим переменную nn - счетчик элементов, нулевое значение этой переменной будет показывать, что у нас нет последовательности для обработки. В начале обработки мы устанавливаем nn=0 (блок 6).
|
|
Далее организуем цикл со счетчиком (блок 7), в котором перебираем элементы массива. Для каждого элемента в первую очередь проверяется его знак (блок 8). Если это отрицательный элемент, то это может быть первый или не первый элемент последовательности. Это можно определить, проверяя значение переменной nn: если она 0 - это первый элемент (блок 9). Для первого элемента мы запоминаем в переменной ib индекс начала последовательности, устанавливаем счетчик элементов nn в 1, а в переменную av записываем значение этого элемента (блок 10). Для не первого элемента мы увеличиваем счетчик на 1, а значение элемента суммируем со занчением переменной av (блок 11). Таким образом, переменная av у нас играет роль накопителя суммы элементов последовательности.
Если же очередной элемент последовательности положительный, то возникает вопрос - не является ли этот элемент первым положительным элементом после отрицательной последовательности? Это можно проверить по счетчику nn. Если элемент первый, то значение nn должно быть больше 0 (блок 12). Если нет, то нам необходимо обработать ту отрицательную последовательность, которая только что закончилась. Для обработки мы в первую очередь получаем среднее значение (блок 13). Потом организуем цикл (блок 14) со счетчиком j, который изменяется от ib (индекс начала отрицательной последовательности, который мы сохранили раньше) до i-1 (i - это индекс первого положительного элемента после отрицательной - это индекс первого положительного элемента после отрицательной последовательности, следовательно i-1 - индекс последнего элемента отрицательной последовательности). В каждой итерации этого цикла мы сравниваем j -й элемент массива со средним значением av (блок 15). Если значение элемента меньше среднего (т.е. больше по абсолютному значению), то среднее значение записывается в j -й элемент (блок 16), если же нет - ничего не происходит. По выходу из цикла мы устанавливаем счетчик nn в 0 (блок 17), как признак того, что у нас нет необработанной последовательности. Для не первого положительного элемента нет необходимости что-либо делать.
|
|
После выхода из того цикла, который начался в блоке 7, необходимо проверить, не осталась ли у нас необработанная последовательность и, если да, обработать ее. На схеме алгоритма мы показали это одним блоком 18, действия, которые выполняются в этом блоке тождественны действиям, которые детально показаны в блоках 12 - 17.
По окончанию обработки мы выводим массив-результат (блок 19) и заканчиваем программу.
Определение переменных программы
Для реализации алгоритма нам будут необходимы следующие переменные.
Массив целых чисел, который будет обрабатываться:
int Ar[100];Массив должен располагаться в статической памяти.
Индексы элементов массива для внешнего (блоки 3 - 17) и внутреннего (блоки 14 - 16) циклов:
int i, j;Переменные, в которых будут храниться параметры очередной последовательности: сумма элементов, а потом среднее значение - av, количество элементов в последовательности - nn, индекс начала последовательности - ib:
|
|
Отметим, что для большинства данных, которые представляются переменными программы, достаточно было бы и типа short или char, т.к. их значения укладываются в диапазон: -128 - 128. Мы выбираем тип int согласно с общим стилем программирования на языке C. Отдельного рассмотрения требует переменная av, т.к. в ней накапливается сумма, а значит, ее значение может значительно превысить значения остальных переменных. Но в наихудшем случае (когда все элементы массива будут иметь максимальные значения) ее значение не превысит 100*50=5000, следовательно типа int достаточно и для нее.