Какой инструкцией осуществляется объявление максимального значения индексов динамического массива

Динамические массивы

Наиболее удобным способом рационального
использования оперативной памяти для
хранения массивов данных, размеры
которых не определены или могут
варьироваться в широких диапазонах,
является применение динамических
массивов. При объявлении таких массивов
не указываются границы индексов. Объявив
тип

1. tmas=array
   of Real;

можно использовать его для объявления
динамических массивов, например,

1. var

2. A,B,C:tmas;

размеры которых можно задавать и изменять
динамически (по мере необходимости), с
помощью стандартной процедуры SetLength.
Например, при выполненииSetLength(A,3)размер массиваAстанет
равным 3. В дальнейшем с помощью процедурыSetLengthможно увеличить или
уменьшить размер массива. В динамических
массивах для индексации используются
только целые значения и минимальное
значение индекса всегда 0. Минимальное
значение индекса массива определяется
стандартной функциейLow(всегда 0), максимальное значение индекса
— стандартной функциейHigh,
а длина (размер) – стандартной функциейLength(как для открытых
массивов в подпрограммах). При увеличении
размера прежние его элементы сохраняют
свои значения, а новые элементы со
значениями 0 добавляются в конец массива.
При уменьшении размера пропадают
элементы с наибольшими индексами, а
остальные сохраняют свои значения. При
задании нуля в качестве размера массива
занимаемая им память освобождается
полностью.

Объявив двумерные динамические массивы,
например,

1. type
   tmatr=array of array of Real;

в подпрограмму можно будет передавать
матрицу (двумерный массив) с произвольным
количеством строк и столбцов. В общем
случае, динамический массив с любым
числом измерений и размерами может
использоваться в качестве фактического
параметра, соответствующего формальному
параметру «открытый массив», причем в
теле подпрограммы для любого его
измерения можно будет найти длину и
максимальное значение индекса (минимальное
всегда равно 0), используя имя формального
параметра и стандартные функции LengthиHigh(для статических
массивов при числе измерений, больше
2, для определения в подпрограмме
диапазонов младших индексов потребуется
использовать имена типов, что снижает
универсальность подпрограммы). Например,
для вычисления суммы элементов 3-мерного
динамического массиваX,
имеющего типtkmn

1. type

2. tmn=array
   of array of Integer;

3. tkmn=array
   of tmn;

подпрограмму можно оформить так

1. procedure
   Sum1(const a:array of tmn; out r:Integer);

2. var
   i,j,k:integer;

3. begin

4. r:=0;

5. for
   k:=Low(a) to High(a) do

6. for
   i:=Low(a[0]) to High(a[0]) do

7. for
   j:=Low(a[0,0]) to High(a[0,0]) do

8. r:=r+a[k,i,j];

9. end;

Выделение памяти и указание пределов
изменения индексов по каждому измерению
динамического массива производится в
процессе выполнения программы путем
использования процедуры SetLength(a,n).
Нижняя граница индексов по любому
измерению динамического массива всегда
равна нулю. Наибольший индекс примет
тогда значениеn-1, гдеn-
количество элементов массива, задаваемое
при обращении к процедуреSetLength,
а первый параметр – имя массива. При
выделении памяти под матрицу можно
выполнить следующее обращениеSetLength(b,m,n)если
матрица имеет прямоугольную форму, т.е.
количество элементов во всех строках
одинаково и равноn(m– количество строк матрицы).

Использование динамических массивов
позволяет работать с матрицами, у которых
в каждой строке может быть разное
количество элементов. При выделении
памяти для многомерных массивов (в
частности, для хранения двумерных
матриц) сначала устанавливается длина
его первого измерения, затем второго,
третьего и т.д. Например, выделим память
для хранения элементов треугольной
матрицы.

1. .
   . . . .

2. var

3. a:array
   of array of Real;

4. n,l,j:Integer;

6. begin// РАЗДЕЛ ОПЕРАТОРОВ ПРОГРАММЫ

7. ReadLn(n);

8. SetLength(a,n);

9. for
   i:=0 to n-1 do

10. Setlength(a[i],i+1);

11. .
    . . .
    .

12. end.

При изменении длины уже созданного
динамического массива сначала
резервируется память для размещения
нового массива, затем элементы старого
массива копируются в новый массив, после
чего освобождается память, выделенная
под первоначальный массив.

Для освобождения памяти,
помимо процедуры SetLength,
использовать процедуру Finalize или
идентификатору массива присвоить
значение nil.
Например, для освобождения памяти в
предыдущем примере можно записать
оператор a:=nil
или Finalize(a).

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Редактировать

В PascalABC.NET рекомендуется использовать динамические массивы. В отличие от статических, они имеют огромное количество методов и операций, просты в создании, заполнении и выводе.

Описание и выделение памяти

Динамический массив описывается так:

begin
  var a: array of integer;
end.

Память под динамический массив a выделяется в момент работы программы:

begin
  var a: array of integer;
  var n := ReadInteger;
  a := new integer[n];
end.

Здесь — первое преимущество динамических массивов — в переменной a может храниться массив любого размера, память выделяется в процессе работы программы. Кроме того, выделенная память гарантированно автоматически заполняется нулевыми значениями.

Можно совместить описание и выделение памяти — тип динамического массива выводится автоматически:

begin
  var n := ReadInteger;
  var a := new integer[n];
end.

Обычно в PascalABC.NET совмещают описание динамического массива, выделение памяти и заполнение значениями. Самый простой способ — заполнить n нулями:

begin
  var n := ReadInteger;
  var a := |0| * n;
end.

Индексация в динамических массивах и использование статических массивов

Динамические массивы индексируются с нуля — это эффективно. В качестве индексов в динамических массивах могут выступать только целые.

Статические массивы тем не менее иногда удобно использовать — в задачах, где индексы либо символьные, либо по-существу начинаются не с нуля. Например, для подсчёта количества слов на каждую букву может использоваться стаический массив

  var a := array ['a'..'z'] of integer;

Заполнение статических массивов — увы — производится в цикле. Кроме того, они не помнят свою длину и передача таких массивов в качестве параметров подпрограмм связана с техническими сложностями 40-летней давности, не нужными начинающим.

Простейшее заполнение

Важную роль играют функции заполнения динамических массивов. Перед заполнением они выделяют для массива память, поэтому в одной строке можно совмещать описание, выделение памяти и заполнение.

Простейшее заполнение — набором значений:

Заполнение диапазоном целых или символьных значений делается с использованием функции Arr:

var a := Arr(1..9);
var b := Arr('a'..'z');

Заполнение определённым значением осуществляется с помощью операции умножения массива на число:

begin
  var n := ReadInteger;
  var a := |0| * n; // массив из n нулей
end.

Для заполнения можно также использовать функцию ArrFill:

begin
  var n := ReadInteger;
  var a := ArrFill(n,0); // массив из n нулей
end.

Для заполнения массива случайными значениями следует использовать

begin
  var n := ReadInteger;
  var a := ArrRandomInteger(n); // по умолчанию значения от 0 до 100
  var a1 := ArrRandomInteger(n,1,10); // случайные от 1 до 10
  var r := ArrRandomReal(n); // по умолчанию значения от 0 до 10
  var r1 := ArrRandomReal(n,2,5); // случайные вещественные от 2 до 5
end.

Не рекомендуется использовать алгоритм для заполнения массива случайными в каждой задаче:

begin
  var n := ReadInteger;
  var a := new integer[n];
  for var i:=0 to n-1 do
    a[i] := Random(0,100);
end.

Повторять этот текст в каждой задаче — странно. Для этого есть стандартные функции.

Ввод и вывод элементов массива

Для ввода элементов массива базовых типов используются функции

begin
  var n := ReadInteger;
  var a := ReadArrInteger(n);
  var r := ReadArrReal(n);
  var s := ReadArrString(n);
  // ...
end.

Стандартная процедура вывода Write или Print выводит значения в массиве в квадратных скобках черезх запятую:

begin
  var a := Arr(1..9);
  Print(a); // [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
end.

Однако лучше всего для вывода воспользоваться методом Print, выводящим все значения в массиве через пробел:

begin
  var a := Arr(1..9);
  a.Print; // 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
end.

Не рекомендуется вводить и выводить элементы массива в цикле

begin
  var n := ReadInteger;
  var a := new integer[n];
  for var i:=0 to n-1 do
    a[i] := ReadInteger;
end.

Повторять этот текст в каждой задаче — странно. Для этого есть стандартные функции.

Циклы по массиву

Для обработки элементов массива используются следующие циклы:

1. Цикл for по индексам (если требуется менять элементв или нужна информация об индексах)

   for var i:=0 to a.Length-1 do
     a[i] *= 2;
   

2. Цикл foreach по элементам (если индексы не видны и мы не меняем массив)

   var sum := 0;
   foreach var x in a do
     sum += x;
   

3. Цикл foreach по индексам

   foreach var i in a.Indices do
     a[i] += 2;
   

4. Цикл foreach по диапазону индексов

   var (K,L) := ReadInteger2;
   foreach var i in K..L do
     a[i] := 777;
   

Пример. Найти количество чётных элементов, стоящих на чётных местах

begin
  var a := ArrRandomInteger(10);
  a.Println; 
  var count := 0;
  foreach var i in a.Indices do
    if i.IsEven and a[i].IsEven then
      count += 1;
  Print(count);    
end.

Методы массива

Массивы содержат большое количество стандартных методов:

a.Length - длина массива
a.Min - минимальный элемент в массиве
a.Max - максимальный элемент в массиве
a.IndexMin - индекс первого минимального элемента в массиве
a.IndexMax - индекс первого максимального элемента в массиве
a.Sum - сумма элементов в числовом массиве
a.Product - произведение элементов в числовом массиве
a.Average - среднее элементов в числовом массиве
a.First - первый элемент в массиве
a.Last - последний элемент в массиве
a.IndexOf(x) - индекс первого значения x или -1 если не найдено
a.Replace(x,y) - заменить в массиве все значения x на y

Кроме того, доступны процедуры

Sort(a) - сортировка элементов по возрастанию
SortDescending(a) - сортировка элементов по убыванию
Reverse(a) - инвертирование элементов массива

Методика. Обращаем внимание, что в методических целях естественно рассказывать, как эти алгоритмы устроены “внутри”.
Но потом следует пользоваться стандартными алгоритмами, а не заставлять учеников во всех задачах использовать рукописные сортировки или рукописный поиск минимума. Например, рекомендуется показать, как накопить сумму элементов массива:

begin
  var a := ArrRandomInteger(10);
  a.Println; 
  var sum := 0;
  foreach var x in a do
    sum += x;
  Print(sum);    
end.

Здесь следует обратить внимание, что этот алгоритм может быть легко модифицирован в алгоритм нахождения суммы элементов по условию: например, всех чётных элементов:

begin
  var a := ArrRandomInteger(10);
  a.Println; 
  var sum := 0;
  foreach var x in a do
    if x.IsEven then
      sum += x;
  Print(sum);    
end.

Отметим, что заполнение случайными и вывод — это технические части программы, которые делаются в PascalABC.NET в одну строку, позволяя концентрироваться на алгоритме.

Если условие надо накладывать на индексы, то в этом случае (и только в этом случае) следует использовать цикл for по индексам:

begin
  var a := ArrRandomInteger(10);
  a.Println; 
  var sum := 0;
  for var i:=0 to a.Length-1 do
    if i.IsEven then
      sum += a[i];
  Print(sum);    
end.

Для нахождения суммы без условия необходимо использовать стандартный метод a.Sum:

begin
  var a := ArrRandomInteger(10);
  a.Println; 
  Print(a.Sum);    
end.

Отметим также, что для поиска суммы по условию также имеется короткая однострочная запись. Она требует использование стандартного метода Where с параметром, являющимся лямбда-выражением. Лямбда-выражения мы будем рассматривать далее:

begin
  var a := ArrRandomInteger(10);
  a.Println; 
  Print(a.Where(x -> x.IsEven).Sum);
end.

Методика. Поскольку данная запись использована здесь впервые, обращаем внимание на её высокую универсальность: алгоритмы фильтрации и поиска суммы не слиты в один алгоритм, а используются порознь один за другим, что позволяет:

1. Лучше читать код (потому что он записан компактно и методами с понятными и очевидными названиями)
2. Лучше модифицировать код
3. Решать более сложные и более прикладные задачи за одно и то же время урока

Далее лямбда-выражения объясняются подробно и тщательно и используются повсеместно.

Операции с массивами

x in a - возвращает true если значение x содержится в a
a1 + a2 - возвращает массив, образованный слиянием массивов a1 и a2
a1 * n - возвращает массив, состоящий из n раз повторенных значений массива a

Изменение размера динамического массива

Если в процессе работы программы требуется чтобы динамический массив менял свой размер, то следует … пользоваться типом List!
Это — динамический массив с возможностью эффективного измненения размера и рядом дополнительных методов. Основным является методы Add — добавить в конец:

begin
  var l := new List<integer>;
  l.Add(1);
  l.Add(3);
  l.Add(5);
  l.Print
end.

Для первоначального заполнения списков List используется короткая фунеция Lst:

begin
  var l := Lst(1,3,5);
  l.Print
end.

При необходимости список List можно преобразовать к динамическому массиву, вызвав метод .ToArray:

begin
  var l := Lst(1,3,5);
  var a := l.ToArray;
end.

Большинство методов, которые имеются в массивах, есть и в списках List. Поэтому выбор типа List или array of для контейнера при решении задач определяется тем, будет ли данный контейнер расширяться по ходу работы программы.

Вам надо знать размер массива.

Например, если вы создали динамически массив, как показано ниже.

#include <algorithm>

//...

size_t n = 10;

int *a = new int[n];

// заполнение значениями элементов массива

int *max = std::max_element( a, a + n );

if ( max != a + n )
{
    std::cout << "The maximum element is equal to " << *max << std::endl;
}

Или итератор можете объявить, используя спецификатор auto

 auto max = std::max_element( a, a + n );

В данном конкретном случае нет необходимости проверять, что максимальный элемент найден. Но в общем случае, когда вы априори не знаете, чему равно значение переменной n, то такую проверку лучше делать.

Чтобы определить позицию найденного элемента, вы, в принципе, можете просто вычесть начало массива из найденного итератора, как, например,

auto pos = max - a;

Однако с точки зрения стиля программирования лучше воспользоваться стандартной функцией std::distance, объявленной в заголовке <iterator>, Например,

#include <iterator>

//...

auto = std::distance( a, max );

Это делает ваш код более гибким, так как массив вы можете заменить, например, каким-нибудь стандартным контейнером, который не имеет итераторов прямого доступа, и код все равно будет работать.

Массивы

Переменные можно объединять в массивы. Массив — это совокупность переменных одного типа.

Каждый массив имеет имя — идентификатор. Переменные, входящие в массив, называются элементами массива. Любой элемент массива обозначается переменной с индексом, например, A(5). Другими словами отдельный элемент массива определяется своей позицией (индексом) в массиве. Можно сказать, что массив это именованная совокупность переменных одного типа, которые различаются значениями своих индексов.

С понятием массива связано понятие размерности. Чаще всего используются одномерные массивы (векторы или строки) и двумерные массива (матрицы). Максимальное количество измерений массива — 60.

Примеры массивов

Ежедневная утренняя и вечерняя температура воздуха в течение месяца представляется двумерным массивом из 31 строки и 2 столбцов, а эта же температура в течение года является уже трехмерным массивом 12x31x2.

Перечень десяти дисциплин по каждой из пяти специализаций представляется двумерным массивом из 5 строк и 10 столбцов.

Массив должен быть обязательно объявлен. Синтаксис объявления массива:

Dim varname(subscripts) As type

• varname — имя массива;
• subscripts — индексы измерений массива;
• type — тип элемента массива.

Для каждого индекса измерения ( subscripts ) можно указать нижнюю и верхнюю границы (граничная пара) в виде lower to upper, где обе границы суть целые числа или выражения, результат вычисления которых есть число. Нижняя граница может быть опущена, тогда она предполагается нулевой, если инструкция Option Base не указывает на другое. Индексы каждого измерения отделяются друг от друга запятой. Например, объявление Dim A (1 To 5, 2 To 17) определяет двумерный массив A из пяти строк с индексами от 1 до 5 и 16 столбцов с индексами от 2 до 17, всего 80 элементов. Запись A(3,10) указывает на девятый элемент третьей строки.

Пример

Создать массив, значение каждого элемента которого равно индексу элемента.

Одномерный массив A имеет восемь элементов с индексами от 0 до 7.

Оператор присваивания значения и оператор распечатки значения записаны на одной строке через двоеточие.

Динамические массивы

Если в момент объявления массива неизвестен его размер или же в процессе выполнения программы требуется изменить размеры массива, то массив изначально необходимо объявить как динамический. При объявлении динамического массива не указывается его размерность, например, Dim A(). Далее в программе должны быть установлены размеры массива при помощи оператора Redim.

Синтаксис:

ReDim [Preserve] varname (subscripts) [As type]

• Preserve — ключевое слово, позволяющее сохранить существующие элементы массива;
• varname — идентификатор массива;
• subscripts — индексы массива;
• type — тип элементов массива.

Для определения границ динамического массива используются функции Lbound (индекс нижней границы) и Ubound (индекс верхней границы).

Синтаксис:

Lbound (arrayname [,dimension])
Ubound (arrayname [,dimension])

• arrayname — имя массива,
• dimension — номер измерения массива.

Для рассмотренной выше процедуры оператор Debug.Print Lbound(A,1) распечатает значение 0, а оператор Debug.Print Ubound(A,1) распечатает значение 7.

Пример

В процедуре запрашивается ввод целого числа. Создается массив из четного числа элементов, содержащих четные значения, меньшие или равные введенному числу.

Введенное число нацело делится на два. Результат — количество четных чисел, меньших или равных веденному числу. Если результат является четным числом, количество элементов в переопределяемом массиве равно этому числу; если нечетным числом, то на единицу меньше результата деления.

Введено число 125. Результат выполнения процедуры приведен ниже.

В процедуре используется условный оператор If, который определяет размер массива b в зависимости от четности результата деления нацело введенного числа. Функция Ubound используется для определения количества элементов созданного массива.

Пользовательский тип

Можно определить данные, состоящие из нескольких логически связанных между собой элементов — структура данных ( User-Defined Data Type ). Каждый пользовательский тип описывается с помощью инструкции Type в области Declarations. Завершение определения пользовательского типа данных — инструкция End Type. Например:

Type sqn
  sqn_zero As Integer
  sqn_unity As Integer
End Type