Лабораторная работа 4 Массивы
Теоретическая часть
Массив – это структура данных, представленная в виде группы ячеек одного типа, объединенных под одним единым именем. Массивы используются для обработки большого количества однотипных данных. Имя массива является указателем, что такое указатели расскажу немного позже. Отдельная ячейка данных массива называется элементом массива. Элементами массива могут быть данные любого типа. Массивы могут иметь как одно, так и более одного измерений. В зависимости от количества измерений массивы делятся на одномерные массивы, двумерные массивы, трёхмерные массивы и так далее до n-мерного массива. Чаще всего в программировании используются одномерные и двумерные массивы, поэтому мы рассмотрим только эти массивы.
Одномерные массивы в С++
Одномерный массив — массив, с одним параметром, характеризующим количество элементов одномерного массива. Фактически одномерный массив — это массив, у которого может быть только одна строка, и n-е количество столбцов. Столбцы в одномерном массиве — это элементы массива. На рисунке 1 показана структура целочисленного одномерного массива a. Размер этого массива — 16 ячеек.
Рисунок 1 — Массивы в С++
Максимальный индекс одномерного массива a равен 15, но размер массива 16 ячеек, потому что нумерация ячеек массива всегда начинается с 0. Индекс ячейки – это целое неотрицательное число, по которому можно обращаться к каждой ячейке массива и выполнять какие-либо действия над ней (ячейкой).
где, int — целочисленный тип данных;
«а» — имя одномерного массива;
16 — размер одномерного массива, 16 ячеек.
Всегда сразу после имени массива идут квадратные скобочки, в которых задаётся размер одномерного массива, этим массив и отличается от всех остальных переменных.
Объявлены два одномерных массива mas и а размерами 10 и 16 соответственно. Причём в таком способе объявления все массивы будут иметь одинаковый тип данных, в нашем случае — int.
Инициализация одномерного массива выполняется в фигурных скобках после знака равно, каждый элемент массива отделяется от предыдущего запятой.
В данном случае компилятор сам определит размер одномерного массива. Размер массива можно не указывать только при его инициализации, при обычном объявлении массива обязательно нужно указывать размер массива. Разработаем простую программу на обработку одномерного массива.
Объявлен и проинициализирован целочисленный одномерный массив с именем array1, размер которого равен 16 ячейкам, то есть такой массив может хранить 16 чисел. Любая обработка массива осуществима только совместно с циклами. Какой цикл выбрать для обработки массива — это вам решать. Но лучше всего для этой задачи подходит цикл for. Переменную-счётчик counter будем использовать для обращения к элементам одномерного массива array1. В условии продолжения цикла for стоит строгий знак неравенства, так как шестнадцатого индекса в одномерном массиве array1 нет. А так как нумерация ячеек начинается с нуля, то элементов в массиве 16. В теле цикла for оператор cout печатает элементы одномерного массива
Разработаем ещё одну программу на обработку одномерного массива в С++. Программа должна последовательно считывать десять введённых чисел с клавиатуры. Все введённые числа просуммировать, результат вывести на экран.
Перед тем как выполнять обработку массива его необходимо объявить, причём размер одномерного массива равен 10, так как это оговорено условием задачи. В переменной sumбудем накапливать сумму элементов одномерного массива. Первый цикл forзаполняет объявленный одномерный массив, введёнными с клавиатуры числами. Переменная счётчик counterиспользуется для последовательного доступа к элементам одномерного массива array1, начиная с индекса 0 и до 9-го включительно. Второй цикл for выводит на экран элементы массива. Третий циклforпоследовательно считывает элементы одномерного массива и суммирует их, сумма накапливается в переменнойsum
Сначала последовательно были введены все 10 чисел, после чего отобразился одномерный массив, и напечаталась сумма чисел массива.
Двумерные массивы в С++
До этого момента мы рассматривали одномерные массивы, которыми не всегда можно ограничиться. Допустим, необходимо обработать некоторые данные из таблицы. В таблице есть две характеристики: количество строк и количество столбцов. Также и в двумерном массиве, кроме количества элементов массива, есть такие характеристики как, количество строк и количество столбцов двумерного массива. То есть, визуально, двумерный массив — это обычная таблица, со строками и столбцами. Фактически двумерный массив — это одномерный массив одномерных массивов. Структура двумерного массива, с именем a, размером m на nпоказана ниже.
Массивы в С++
где, m — количество строк двумерного массива;
n — количество столбцов двумерного массива;
m * n— количество элементов массива.
В объявлении двумерного массива, также как и в объявлении одномерного массива, первым делом, нужно указать:
- тип данных;
- имя массива.
После чего, в первых квадратных скобочках указывается количество строк двумерного массива, во вторых квадратных скобочках — количество столбцов двумерного массива. Двумерный массив визуально отличается от одномерного второй парой квадратных скобочек. Рассмотрим пример объявления двумерного массива. Допустим нам необходимо объявить двумерный массив, с количеством элементов, равным 15. В таком случае двумерный массив может иметь три строки и пять столбцов или пять строк и три столбца.
a— имя целочисленного массива
число в первых квадратных скобках указывает количество строк двумерного массива, в данном случае их 5;
число во вторых квадратных скобках указывает количество столбцов двумерного массива, в данном случае их 3.
В данном массиве 5 строк, 3 столбца. после знака присвоить ставятся общие фигурные скобочки, внутри которых ставится столько пар фигурных скобочек, сколько должно быть строк в двумерном массиве, причём эти скобочки разделяются запятыми. В каждой паре фигурных скобочек записывать через запятую элементы двумерного массива. Во всех фигурных скобочках количество элементов должно совпадать. Так как в массиве пять строк, то и внутренних пар скобочек тоже пять. Во внутренних скобочках записаны по три элемента, так как количество столбцов — три. Графически наш массив будет выглядеть, как двумерная таблица
Рисунок 5 — Массивы в С++
В каждой ячейке двумерного массива a показано значение, в нижнем правом углу показан адрес данной ячейки. Адресом ячейки двумерного массива является имя массива, номер строки и номер столбца.
Пример работы с двумерным массивом, где каждое значение ячейки равно произведению индексов.
Результат работы
Задание к лабораторной работе № 1
В отчете должны находиться:
1) Программы из теоретической части
2) задачу вашего варианта
Во время зашиты необходимо уметь ответить на поставленные вопросы и разбираться в коде.
Варианты:
1. Удалить в массиве все числа, которые повторяются более двух раз.
2. Введите одномерный целочисленный массив. Найдите наибольший нечетный элемент. Далее трижды осуществите циклический сдвиг влево элементов, стоящих справа от найденного максимума, и один раз сдвиг элементов вправо, стоящих слева от найденного максимума.
3. Найдите сумму отрицательных элементов массива.
4. Найдите произведение элементов массива с нечетными номерами
5. Найдите сумму элементов массива между двумя первыми нулями. Если двух нулей нет в массиве, то выведите ноль.
6. Найдите наибольший элемент массива.
7. Найдите наименьший четный элемент массива. Если такого нет, то выведите первый элемент.
8. Преобразовать массив так, чтобы сначала шли нулевые элементы, а затем все остальные.
9. Найдите сумму номеров минимального и максимального элементов.
10. Найдите минимальный по модулю элемент массива.
11. По целому n и n положительным целым числам определите, можно ли из них образовать подмножество, сумма элементов которого делится на n без остатка. Если можно, то найти любое из таких подмножеств
12. Найти подмножество данного множества чисел такое, что сумма его элементов равна заданному числу.
13. Напишите программу бинарного поиска по ключу в массиве целых чисел.