Лабораторная работа

Лабораторная работа на тему Массивы в С С

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2014-12-15

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 21.9.2024


Лабораторная работа
На тему: МАССИВЫ в С/С++

Поэлементные операции
1. Одномерные (линейные) массивы
Линейным массивом в программе на C++ называется упорядоченный набор однотипных переменных, которые располагаются в памяти последовательно
 SHAPE  \* MERGEFORMAT
5
21
0
12
8
-3
14
-9
25

элемент 0
элемент 1
элемент 2
элемент n-1
A[0]
A[1]
A[2]
A[3]
A[4]
A[5]
A[6]
A[n-2]
A[n-1]

Массив является простейшей структурой данных, облегчающей работу с большими объемами информации путем их упорядочения. В случае с массивами, упорядочение происходит за счет индексирования элементов, то есть обращения к каждому из них по порядковому номеру. Показанный на рисунке массив состоит из n элементов с индексами от 0 до n-1, в который записаны числа 5, 21, 0, 12 и т.д.
Любой массив в C++ характеризуется тремя параметрами: именем, типом элементов и размером. Как и обычная переменная, перед использованием массив должен быть объявлен. Общая форма записи объявления:
тип_элементов имя_массива[размер_массива];
Здесь тип_элементов – это любой из известных стандартных типов (int, float, double, char и т.д.), имя_массива – уникальное имя (идентификатор), используемое для обращения к массиву, размер_массива – количество его элементов. В качестве последнего параметра в объявлении может быть использована только целочисленная константа или константное выражение. Примеры объявлений
int A[15];  // массив из 15 целочисленных элементов с именем A
float x[3]; // массив x из 3-х элементов типа float
Объявление массива является командой компилятору на выделение памяти для хранения его элементов. Общее количество выделенной памяти зависит не только от числа элементов, но и от размера каждого элемента, то есть от его типа. Например, текстовая строка из 1000 символов (тип char) займет P = 1000*sizeof(char) = 1000 байтов, а массив из такого же количества вещественных чисел двойной точности (тип double) займет уже в восемь раз больше – P = 1000*sizeof(double) = 8000 байтов.
Нумерация элементов в массиве начинается с нуля. Таким образом, первый элемент массива имеет индекс 0, а последний – индекс n-1, где n – размер массива. Обращение к элементу производится с использованием имени массива и индекса элемента в квадратных скобках. Например, запись “x[0] = 5.5;” означает “присвоить значение 5.5 нулевому элементу массива x”.
Для работы с массивами характерным является использование итерационных циклов for. С их помощью организуется выполнение однотипных операций со всеми элементами массива, в частности, поэлементный ввод-вывод, поэлементные арифметические операции и др. Рассмотрим это на следующем примере.
Пример 1. Напишите программу, запрашивающую у пользователя 10 целых чисел, и выводящую ее на экран их сумму.
Решение. Будем использовать массив с именем A и размером 10 для хранения введенных чисел. Ввод данных и суммирование организуем поэлементно с помощью циклов for.

//----------- Сумма элементов массива -------------
 
#pragma hdrstop
#include <conio.h>
#include <iostream.h>
 
#pragma argsused
int main(int argc, char* argv[])
{
  int A[10];              // объявляем массив из 10 целых
  for(int i=0; i<10; i++) // организуем цикл по i от 0 до 9
  {
   cout << "input A[" << i << "] = ";     // приглашение
   cin >> A[i];           // вводим A[i]
  }
  int sum = 0;            // объявляем переменную
  for(int i=0; i<10; i++) // организуем цикл
   sum = sum + A[i];      // в цикле суммируем элементы
  cout << "\nSumma: " << sum;    // выводим результат на экран
  getch();                // задержка
  return 0;
}
//-------------------------------------------------
Наберите код этой программы в среде Turbo C++ и запустите ее на выполнение. Проверьте правильность получаемых с ее помощью результатов. Нарисуйте блок-схему и объясните алгоритм ее работы. Объясните смысл использования дополнительной переменной sum в этой программе.

2. Многомерные массивы
Массивы в программах C++ могут быть не только линейными. Довольно частым является использование двух - (и более) -мерных структур. К примеру, прямоугольная матрица – типичная структура, представимая с помощью двумерного массива; а 3D-тензор может быть записан как соответствующий трехмерный массив.
Многомерный массив в C++ организован по принципу «массива массивов». Общий формат его объявления
тип имя[N1][N2]…[NM];
 SHAPE  \* MERGEFORMAT
5
21
0
12
8
-3
14
G[0][0]
23
55
-1
0
78
44
4
0
9
33
0
-2
0
G[0][3]
G[1][0]
G[4][0]
G[4][3]

Здесь M – число индексов (или размерность) массива. Индексы изменяются в пределах от 0 до N1 – 1, от 0 до N2 – 1, от 0 до N3 – 1, ..., от 0 до NM – 1, соответственно.
К примеру, запись int G[5][4]; означает объявление двумерного массива целых чисел с именем G и размерами 5´4. На рис. справа такой массив представлен в виде таблицы. Здесь первый индекс является номером строки, второй – номером столбца таблицы, с диапазонами изменения от 0 до 4, и от 0 до 3, соответственно.
Доступ к элементам многомерного массива в программе производится так же, как и в одномерном случае, то есть путем указания имени массива и набора индексов в квадратных скобках. Например, операция присваивания значения 0 последнему элементу будет записана как G[4][3] = 0.
При работе с многомерными массивами удобно использовать вложенные циклы for. С их помощью можно выполнить заданное действие с каждым из элементов массива путем перебора всех значений индексов. Приведенный ниже фрагмент программного кода выводит на экран все элементы массива G.
for(int i=0; i<5; i++)   // цикл по строкам i
{
 for(int j=0; j<4; j++)  // цикл по строкам j
  cout << G[i][j] << “\t”;  // выводим G[i][j]
 cout << endl;           // перевод на новую строку
}
 SHAPE  \* MERGEFORMAT
Алгоритм работы этого фрагмента иллюстрируется следующей блок-схемой
 SHAPE  \* MERGEFORMAT
i = 0
j = 0
G[i][j]
j++
(j<4)?
(+)
(–)
(i<5)?
(+)
(–)
i++
endl

Здесь внешний цикл по I последовательно пробегает все значения от 0 до 5. При каждом i запускается внутренний цикл по j от 0 до 4. В теле этого цикла на экран выводятся значение элемента G[i][j] и знак табуляции (горизонтальный отступ). Внутренний цикл продолжается до тех пор, пока не будут перебраны все значения j, то есть не будет выведена вся i-я строка. По завершении внутреннего цикла, экранный курсор перемещается на новую строку манипулятором endl, и далее внешний цикл продолжает свою работу, последовательно выводя на экран другие строки массива.
Пример 2. Имеется вещественная квадратная матрица размером 4´4. Напишите программу, вычисляющую произведение элементов в каждой ее строке. Матрица вводится с клавиатуры.
Решение. Условимся использовать для хранения матрицы массив float X[4][4]. Расчет произведения реализуем согласно следующему алгоритму. Введем вспомогательную переменную (к примеру, float P). Заметим, что в i-й строке расположены элементы X[i][j], где j меняется от 0 до 3, включительно. Организуем цикл по j, внутри которого будем домножать P на X[i][j]. Тогда на выходе из цикла P будет содержать искомое произведение. Выведем его на экран и продолжим расчеты для следующей строки. Для правильной работы алгоритма перед началом расчетов в каждой строке матрицы необходимо присвоить P значение 1.
//-------- Произведение элементов строки ----------
#pragma hdrstop
#include <conio.h>
#include <iostream.h>
 
#pragma argsused
int main(int argc, char* argv[])
{
 float X[4][4];                 // объявляем массив 4´4
 for(int i=0; i<4; i++)
  for(int j=0; j<4; j++)
  {
   cout << "input X[" << i <<
       "," << j << "] = ";
   cin >> X[i][j];              // вводим элементы матрицы
  }
 cout << "\n Results:\n";
 for(int i=0; i<4; i++)         // цикл по строкам
 {
  float P = 1.0;                // вспомогательная переменная
  for(int j=0; j<4; j++)        // цикл по элементам в строке
   P = P * X[i][j];             //  домножаем P на X[i][j]
  cout << "\n proizvedenie " << i
     << "-i stroki = " << P;    // выводим результат на экран
 }
 getch();
 return 0;
}
//-------------------------------------------------
Наберите и откомпилируйте код этой программы в Turbo C++. Проверьте результаты, выдаваемые программой.
3. Типизированные константы
В рассмотренном выше примере текст программы содержит явные выражения, задающие размеры массива X. Он объявлен как float X[4][4], то есть с явным указанием размерности, и далее везде по ходу программы цифра 4 используется явно при записи циклов for.
Такая техника программирования является допустимой и даже часто используемой, однако создает некоторые трудности в плане масштабируемости программы. В данном случае под масштабируемой мы будем понимать программу, которая может быть легко перестроена для работы с массивами других размеров. В рассмотренном выше примере при изменении размера массива X нам придется просмотреть весь код программы, заменяя 4 на другое целое число.
Этого можно избежать, если ввести типизированные константы, которые будут использоваться для указания размеров массива. Так же, как и переменная, типизированная константа имеет уникальное имя и тип, однако ее значение не может быть изменено по ходу выполнения программы. Это дает право использовать ее в объявлении массива.
Типизированная константа должна быть объявлена с ключевым словом const, вслед за которым указывается ее тип (int, float, double, char, и т.д.), далее, через пробел, – ее имя и инициализирующее выражение
const тип имя = выражение;
Например, запись const int N = 4; означает объявление целочисленной константы с именем N и значением 4. В рассмотренном выше примере N могла быть использована как при объявлении массива float X[N][N], так и везде далее вместо 4. Такая программа будет легко масштабируемой в силу того, что в ней достаточно изменить значение N работы с массивами других размеров.
Типизированная константа может быть объявлена в любом месте программы до момента своего первого использования. Однако хорошим стилем считается объявление всех констант в самом начале программного файла, после подключения библиотек директивами #include.

4. Инициализация элементов массива
В рассмотренных выше примерах начальные значения элементов массива задавались пользователем с клавиатуры. Можно поступить иначе и каждому из элементов присвоить начальное значение с помощью оператора «=». Это потребует довольно большого количества записей – по отдельному оператору для каждого из элементов. C++ дает программисту еще один, более удобный, способ. Массив может быть инициализирован при объявлении. Для этого в строке объявления сразу вслед за указанием типа элементов, имени массива и его размеров, записывается знак присваивания, и далее в фигурных скобках задаются значения элементов через запятую
тип имя[размерN] = { знач1, знач2, знач3, ..., значN };
Запись означает, что сразу после размещения массива в оперативной памяти каждому из элементов должно быть присвоено соответствующее значение из списка. Если список значений в фигурных скобках короче, чем размер массива, то оставшиеся элементы будут инициализированы значением по умолчанию, то есть обнулены.
В следующем примере
float mark[5] = { 7.3, 4.0, 2.2, 12.1, 8.9 }; 
создается массив с именем mark, состоящий из 5 чисел типа float, которые инициализируются значениями 7.3, 4.0, 2.2 и т.д. Это эквивалентно следующему набору операторов
float mark[5]; mark[0]=7.3; mark[1]=4.0; mark[2]=2.2 и т.д.
Многомерный массив также может быть инициализирован в строке объявления. Для этого достаточно помнить о том, что многомерный массив в C++ – это «массив массивов», о чем уже говорилось выше. Пример
int F[3][3] = { {3, 0, 2} , (1, 9, 8}, {5, 7, 4} };
Здесь создается двумерный массив с именем F и размерами 3´3, элементы которого получают начальные значения F[0][0] = 3, F[0][1] = 0, F[0][2] = 2, F[1][0] = 1 и т.д.
Пример 3. Пусть и  – две квадратные матрицы размером 3´3. Требуется написать программу, рассчитывающую их произведение
Решение. Искомое произведение  – это также матрица 3´3, элементы которой рассчитываются по формуле  ( ). Аналогично Примеру 1, организуем суммирование с помощью вспомогательной переменной s и цикла по k. Для перебора всех  используем два дополнительных вложенных друг в друга цикла по i и по j. Эти циклы будут внешними по отношению к циклу по k.
//-------------- Перемножение матриц --------------
 
#pragma hdrstop
#include <conio.h>
#include <iostream.h>
 
#pragma argsused
const int N = 3;                // используем константу N=3
int main(int argc, char* argv[])
{
  float A[N][N] = { {1, 1, 1},
           {2, 2, 2},
           {3, 3, 3} };         // исходная матрица A
  float B[N][N] = { {1, 2, 3},
           {1, 2, 3},
           {1, 2, 3} };         // исходная матрица B
  float C[N][N];                // матрица произведения С
  for(int i=0; i<N; i++)        // цикл по строкам С
  {
   for(int j=0; j<N; j++)       // цикл по столбцам С
   {
    float s = 0.0;              // вспомогательная переменная
    for(int k=0; k<N; k++)      // цикл суммирования по k
     s += A[i][k]*B[k][j];      // добавляем к s новое слаг-ое
    C[i][j] = s;                // записываем s в C[i][j]
   }
  }
  cout << " Results: \n";       // далее выводим C на экран
  for(int i=0; i<N; i++)
  {
   for(int j=0; j<N; j++)
    cout << C[i][j] << "\t";
   cout << endl;
  }
  getch();
  return 0;
}
//-------------------------------------------------

1. Курсовая на тему Бюджетный процесс В Российской Федерации 2
2. Реферат на тему Art6 Essay Research Paper Byzantine ArchitectureA mixed
3. Реферат Социальное обслуживание престарелых инвалидов и детей
4. Контрольная работа Метод социометрических измерений
5. Диплом Лексико-семантические особенности англоязычных заимствований в русском языке
6. Контрольная работа Комментарий на готовый маркетинговый план
7. Реферат на тему Lyndon B Johnson And Richard M Nixon
8. Реферат Тест по информатике
9. Реферат Заповедники республики Беларусь
10. Реферат Поведінка медпрацівника з хворими