- •Н. А. Аленский основы программирования
- •§ 1. Структура простой программы. Ввод, вывод
- •1.1. Пример первой программы
- •1.2. Директива препроцессора #include
- •1.3. Структура программы
- •1.4. Комментарии
- •1.5. Ключевые слова и идентификаторы
- •1.6. Простой ввод, вывод
- •§ 2. Оператор if
- •2.1. Полная форма
- •2.2. Сокращённая форма
- •2.3. Особенности оператора
- •Задачи и упражнения
- •§ 3. Выражения
- •3.1. Константы
- •Непосредственно записать в выражении;
- •3.2. Операции и их приоритет
- •3.3. Операции отношения и логические операции
- •3.4. Особенности операции присваивания
- •3.5. Тернарная операция (?)
- •Задачи и упражнения
- •§ 4. Оператор выбора switch
- •Задачи и упражнения
- •§ 5. Операторы цикла
- •5.1. Оператор while c предусловием
- •Правила использования и особенности оператора while
- •5.2. Оператор цикла do … while c постусловием
- •5.3. Оператор for
- •5.4. Операторы continue и break
- •Задачи и упражнения
- •§ 6. Введение в одномерные массивы
- •6.1. Что такое массив. Объявление одномерного массива
- •6.2. Способы определения массивов
- •6.3. Вывод одномерного массива. Функции printf и сprintf
- •6.4. Некоторые типы простых задач при работе с массивами
- •Задачи и упражнения
- •§ 1. Функции без результатов. Передача параметров по значению
- •1.1. Примеры. Правила оформления и вызова функций
- •Void line2(int Len, y, char ch) // ошибка,
- •1.2. Формальные и фактические параметры
- •1.3. Передача параметров по значению
- •§ 2. Функции типа void с несколькими результатами
- •2.1. Пример
- •2.2. Что такое ссылочный тип
- •2.3. Возврат значений из функции с помощью ссылочного типа
- •Задачи и упражнения
- •§ 3. Функции с одним результатом. Оператор return
- •Задачи и упражнения
- •§ 4. Одномерные массивы в функциях. Сортировка массива
- •Задачи и упражнения.
- •§ 5. Область действия имён. Локальные и глобальные имена
- •§ 6. Дополнительные возможности функций
- •Встраиваемые функции (inlineфункции)
- •6.2. Параметры по умолчанию
- •6.3. Перегрузка функций
- •§ 1. Примеры
- •§ 2. Класс. Поля и методы класса
- •§ 3. Создание объектов. Конструктор
- •Задачи и упражнения.
- •Глава 4 простые типы данных § 1. Целый тип
- •1.1. Битовые операции
- •1.2. Использование битовых операций
- •1.3. Упаковка и распаковка информации
- •Задачи и упражнения.
- •§ 2. Логический тип
- •§ 3. Символьный тип
- •Глава 5 матрицы (двухмерные массивы) § 1. Объявление, способы определения
- •§ 2. Вывод матриц
- •§ 3. Типы алгоритмов на обработку матриц
- •3.1. Построчная обработка
- •3.2. Обработка матрицы по столбцам
- •3.3. Обработка всей матрицы
- •3.4. Обработка части матрицы
- •3.5. Преобразование матрицы
- •Упражнения.
- •3.6. Построение матриц
- •§ 4. Передача матрицы в качестве параметра функции
- •Задачи и упражнения.
- •Б. Обработка матрицы по столбцам.
- •Даны две матрицы a и b одинаковой размерности. Построить матрицу с, каждый элемент которой определяется по правилу:
- •Список рекомендуемой литературы
- •Сборники задач по программированию
- •Оглавление
- •Задачи и упражнения …….……………………………………...12
- •3.1. Константы ………………………………………………...…14
§ 6. Введение в одномерные массивы
6.1. Что такое массив. Объявление одномерного массива
Массив — это сложный (составной, структурированный) тип данных, который характеризуется следующим:
-
элементы массива имеют одинаковый тип в отличие от структур, поэтому каждый элемент массива занимает одинаковый объём памяти;
-
массив располагается в оперативной памяти, а не на внешнем устройстве, как файлы (2й семестр);
-
элементы массива занимают подряд идущие ячейки, в отличие, например, от списков (2й семестр).
Доступ к элементам массива в языке С++ осуществляется двумя способами.
Первый, с помощью порядкового номера элемента массива, который называется индексом, характерен для многих языков программирования и рассматривается в первом семестре. Он более простой и привычный для тех, кто изучал язык Pascal. В качестве индекса можно использовать выражение целого или совместимого с ним типа, в том числе константу или переменную. В качестве индекса нельзя использовать выражение вещественного типа.
Кроме того, в языке С++ есть возможность обрабатывать массивы, используя указатели (адреса), так как в С++ существует связь между массивами и указателями. Несмотря на то, что в первом способе в программе отсутствует специальный тип для работы с адресами, указатели всё равно используются.
Массивы могут иметь одну или несколько размерностей. В этом параграфе рассматривается одномерный массив, который иногда называют вектором, подразумевая вектор в nмерном пространстве. Работа с двумерными массивами (матрицами) рассматривается в гл. 5. Три и более размерностей на практике используются редко, так как такие массивы занимают большой объём оперативной памяти.
Везде в дальнейшем под словом “массив” будем понимать одномерный массив.
С точки зрения времени (этапа), когда распределяется память под массив, существуют два их вида. Память для динамического массива выделяется во время выполнения программы, и если массив не нужен, память для него можно освободить. Такие массивы рассматриваются во втором семестре.
Одномерный массив с фиксированной размерностью (назовём его статический) объявляется в общем виде следующим образом:
тип имя [N];
Здесь тип — тип элементов массива. Вначале будем рассматривать простые типы (int, float, char), но можно использовать и сложные, например, структуры. Имя записывается по правилам идентификаторов. Каждый элемент массива имеет одно и то же имя, меняется только индекс или номер элемента. N — размерность (или размер) массива в виде целочисленной константы или константного выражения. Эта величина определяет количество ячеек оперативной памяти, зарезервированной для массива. Например:
float A[10]; или const n=10; float A[n];
Преимущество второго способа c предварительным объявлением размерности в виде константы заключается в следующем. Если надо будет изменить размерность массива, то это достаточно сделать в одном месте программы при определении константы.
В отличие от динамического массива, для статического на этапе компиляции резервируется память для размещения N чисел указанного типа (10 вещественных чисел). Для массива требуется память объёмом k*N байт (4*10), где k — необходимое количество байт для размещения одного элемента указанного типа (одного числа типа float). Эта память сохраняется на всё время выполнения программы, а точнее, функции или блока, где описан массив. Программно необходимый объём памяти определяется с помощью операции sizeof следующим образом:
M=sizeof (тип)*N; или M= sizeof (имя); или M= sizeof имя;
где M — переменная целого типа, определяющая размер массива в байтах. Тип обязательно записывается в скобках, а имя может быть без скобок. Следующая программа выведет дважды число 40.
float A[10]; int M1, M2;
M1=sizeof(float)*10; // но M1=sizeof float *10;— ошибка!
M2=sizeof(A); // или M2=sizeof A;
cout<<M1<<endl<<M2;
Во многих современных системах программирования, в том числе и в С++, нумерация элементов массива начинается с 0. Тогда A[n-1] — последний элемент массива. Это связано с использованием указателей при работе с массивами (см. 2й семестр). Поэтому в нашем примере индекс изменяется от 0 до 9 включительно, то есть индекс последнего элемента массива на единицу меньше его размерности. Объявленные 10 элементов массива обозначаются следующим образом: A[0], A[1], A[2] ,…, A[9]. В С++ отсутствует проверка границ массивов. Можно выйти за его границу и записать значение в некоторую переменную или даже в код программы. О таком контроле должен позаботиться программист.
При использовании статических массивов возникают проблемы в случае, если размер массива заранее мы не знаем. В таком случае объявляем массив максимальной размерности, которая, как правило, известна. Реальную размерность вводим и используем далее, например, в циклах и для других целей:
const nmax=100; float X[nmax];
int n; cout<<”Input the size of array ”; cin>>n;
/* Дальше работаем с n (а не с nmax) элементами массива, например, вводим их.*/
for (int i=0; i<n; i++)
{ // Эту строку можно опустить вместе с фигурными скобками.
cout<<”X[“<<i<<”]=”;
cin>>X[i];
}
Такой способ проще, но неэффективен с точки зрения распределения памяти, так как “заказываем” больше памяти, чем реально используем. В таких случаях профессионально используются более эффективные динамические массивы (см. 2й семестр).