При решении задач с большим количеством данных одинакового типа использование переменных с различными именами, не упорядоченных по адресам памяти, затрудняет программирование. В подобных случаях в языке Си используют объекты, называемые массивами.
Массив — это непрерывный участок памяти, содержащий последовательность объектов одинакового типа, обозначаемый одним именем.
Массив характеризуется следующими основными понятиями:
Элемент массива (значение элемента массива) – значение, хранящееся в определенной ячейке памяти, расположенной в пределах массива, а также адрес этой ячейки памяти. Каждый элемент массива характеризуется тремя величинами:
- адресом элемента — адресом начальной ячейки памяти, в которой расположен этот элемент;
- индексом элемента (порядковым номером элемента в массиве);
- значением элемента.
Имя массива – идентификатор, используемый для обращения к элементам массива.
Размер массива – количество элементов массива
Размер элемента – количество байт, занимаемых одним элементом массива.
Графически расположение массива в памяти компьютера можно представить в виде непрерывной ленты адресов.
Представленный на рисунке массив содержит q элементов с индексами от 0 до q-1. Каждый элемент занимает в памяти компьютера k байт, причем расположение элементов в памяти последовательное.
Адреса i-го элемента массива имеет значение
n+k·i
Адрес массива представляет собой адрес начального (нулевого) элемента массива. Для обращения к элементам массива используется порядковый номер (индекс) элемента, начальное значение которого равно 0. Так, если массив содержит q элементов, то индексы элементов массива меняются в пределах от 0 до q-1.
Длина массива – количество байт, отводимое в памяти для хранения всех элементов массива.
ДлинаМассива = РазмерЭлемента * КоличествоЭлементов
Для определения размера элемента массива может использоваться функция
Например,
sizeof(int) = 4;
sizeof(float) = 4;
sizeof(double) = 8;
Объявление и инициализация массивов
Для объявления массива в языке Си используется следующий синтаксис:
тип имя[размерность]={инициализация};
Инициализация представляет собой набор начальных значений элементов массива, указанных в фигурных скобках, и разделенных запятыми.
Если количество инициализирующих значений, указанных в фигурных скобках, меньше, чем количество элементов массива, указанное в квадратных скобках, то все оставшиеся элементы в массиве (для которых не хватило инициализирующих значений) будут равны нулю. Это свойство удобно использовать для задания нулевых значений всем элементам массива.
Если массив проинициализирован при объявлении, то константные начальные значения его элементов указываются через запятую в фигурных скобках. В этом случае количество элементов в квадратных скобках может быть опущено.
При обращении к элементам массива индекс требуемого элемента указывается в квадратных скобках [].
Пример на Си
2
3
4
5
6
7
8
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[] = { 5, 4, 3, 2, 1 }; // массив a содержит 5 элементов
printf("%d %d %d %d %d\n", a[0], a[1], a[2], a[3], a[4]);
getchar();
return 0;
}Результат выполнения программы:
Однако часто требуется задавать значения элементов массива в процессе выполнения программы. При этом используется объявление массива без инициализации. В таком случае указание количества элементов в квадратных скобках обязательно.
Для задания начальных значений элементов массива очень часто используется параметрический цикл:
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[5]; // объявлен массив a из 5 элементов
int i;
// Ввод элементов массива
for (i = 0; i<5; i++)
{
printf("a[%d] = ", i);
scanf("%d", &a[i]); // &a[i] - адрес i-го элемента массива
}
// Вывод элементов массива
for (i = 0; i<5; i++)
printf("%d ", a[i]); // пробел в формате печати обязателен
getchar(); getchar();
return 0;
}
Многомерные массивы
В языке Си могут быть также объявлены многомерные массивы. Отличие многомерного массива от одномерного состоит в том, что в одномерном массиве положение элемента определяется одним индексом, а в многомерном — несколькими. Примером многомерного массива является матрица.
Общая форма объявления многомерного массива
Элементы многомерного массива располагаются в последовательных ячейках оперативной памяти по возрастанию адресов. В памяти компьютера элементы многомерного массива располагаются подряд, например массив, имеющий 2 строки и 3 столбца,
будет расположен в памяти следующим образом
Общее количество элементов в приведенном двумерном массиве определится как
КоличествоСтрок * КоличествоСтолбцов = 2 * 3 = 6.
Количество байт памяти, требуемых для размещения массива, определится как
КоличествоЭлементов * РазмерЭлемента = 6 * 4 = 24 байта.
Инициализация многомерных массивов
Значения элементов многомерного массива, как и в одномерном случае, могут быть заданы константными значениями при объявлении, заключенными в фигурные скобки {}. Однако в этом случае указание количества элементов в строках и столбцах должно быть обязательно указано в квадратных скобках [].
Пример на Си
2
3
4
5
6
7
8
9
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[2][3] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
printf("%d %d %d\n", a[0][0], a[0][1], a[0][2]);
printf("%d %d %d\n", a[1][0], a[1][1], a[1][2]);
getchar();
return 0;
}
Однако чаще требуется вводить значения элементов многомерного массива в процессе выполнения программы. С этой целью удобно использовать вложенный параметрический цикл.
Пример на Си
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[2][3]; // массив из 2 строк и 3 столбцов
int i, j;
// Ввод элементов массива
for (i = 0; i<2; i++) // цикл по строкам
{
for (j = 0; j<3; j++) // цикл по столбцам
{
printf("a[%d][%d] = ", i, j);
scanf("%d", &a[j]);
}
}
// Вывод элементов массива
for (i = 0; i<2; i++) // цикл по строкам
{
for (j = 0; j<3; j++) // цикл по столбцам
{
printf("%d ", a[j]);
}
printf("\n"); // перевод на новую строку
}
getchar(); getchar();
return 0;
}Результат выполнения
Передача массива в функцию
Обработку массивов удобно организовывать с помощью специальных функций. Для обработки массива в качестве аргументов функции необходимо передать
- адрес массива,
- размер массива.
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
// Функция обмена
void change(int *x, int n)
{
// x - указатель на массив (адрес массива)
// n - размер массива
int i;
int max, index;
max = x[0];
index = 0;
// Поиск максимального элемента
for (i = 1; i<n; i++)
{
if (x[i]>max)
{
max = x;
index = i;
}
}
// Обмен
x[index] = x[0];
x[0] = max;
}
// Главная функция
int main()
{
int a[10];
int i;
for (i = 0; i<10; i++)
{
printf("a[%d] = ", i);
scanf("%d", &a[i]);
}
change(a, 10); // вызов функции обмена
// Вывод элементов массива
for (i = 0; i<10; i++)
printf("%d ", a[i]);
getchar();
getchar();
return 0;
}Результат выполнения
Пример на Си Дан массив размерности n. Вычислить произведение четных элементов
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
// Функция вычисления произведения чётных элементов
int func(int *x, int n) // произведение четных элементов
{
int p = 1; // начальное значение произведения
int i;
for (i = 0; i<n; i++)
{
if (x[i] % 2 == 0) // остаток от деления на 2 равен 0?
p = p * x[i];
}
return p;
}
// Главная функция
int main()
{
int a[5]; // объявлен массив a из 5 элементов
int i;
int pr;
// Ввод элементов массива
for (i = 0; i<5; i++)
{
printf("a[%d] = ", i);
scanf("%d", &a[i]); // &a[i] - адрес i-го элемента массива
}
pr = func(a, 5); // вычисление произведения
printf("\n pr = %d", pr); // вывод произведения четных элементов
getchar(); getchar();
return 0;
}Результат выполнения
