Массивы

5.3 Отличие статического и динамического массива

В чём же отличие статического и динамического массива?

Предположим, описан статический массив: double x[75];

Это означает, что выделен участок памяти для хранения 75 элементов типа double (массив из 75 элементов типа double). Адрес начала массива хранится в переменной x. Для обращения к -му элементу можно использовать конструкции x[i] или *(x+i). Если понадобится обрабатывать массив более, чем из 75 элементов, то придётся изменить описание и перекомпилировать программу. При работе с массивами небольшой размерности, большая часть памяти, выделенной под статический массив, будет использоваться вхолостую.

Допустим, задан динамический массив, например

double *x; //Указатель на double
int k;
cin>>k; //Вводим размер массива k.
//Выделение памяти для хранения динамического массива из k чисел.
x=new double [ k ]; //Адрес начала массива хранится в переменной x.
x=(double *) calloc ( k, sizeof ( float ) ); //Память можно будет выделить так
x=(double *) malloc ( k* sizeof ( float ) ); //или так

В этом случае, мы имеем указатель на тип данных double, вводим — размер динамического массива, выделяем участок памяти для хранения элементов типа double (массив из элементов типа double). Адрес начала массива хранится в переменной x. Для обращения к -му элементу можно использовать конструкции x[i] или *(x+i). В случае динамического массива мы сначала определяем его размер (в простейшем случае просто вводим размер массива с клавиатуры), а потом выделяем память для хранения реального количества элементов. Основное отличие статического и динамического массивов состоит в том, что в динамическом массиве выделяется столько элементов, сколько необходимо.

Имя массива (статического или динамического) это адрес начала выделенного для него участка памяти, значит обращаться к элементам массива можно двумя способами — x[i] или *(x+i).

5.4 Основные алгоритмы обработки массивов

Все манипуляции с массивами в С++ осуществляются поэлементно. Организовывается цикл, в котором происходит последовательное обращение к нулевому, первому, второму и т.д. элементам массива. В общем виде алгоритм обработки массива выглядит так, как показано на рис. 5.1.

Алгоритмы, с помощью которых обрабатывают одномерные массивы, похожи на обработку последовательностей (вычисление суммы, произведения, поиск элементов по определённому признаку, выборки и т. д.). Отличие заключается в том, что в массиве одновременно доступны все его компоненты, поэтому становится возможной, например, сортировка его элементов и другие, более сложные преобразования.

Рис. 5.1. Алгоритм обработки элементов массива

5.4.1 Ввод-вывод элементов массива

Ввод и вывод массивов также осуществляется поэлементно. Блок-схемы алгоритмов ввода и вывода элементов массива X[N] изображены на рис. 5.2,рис. 5.3.

Рассмотрим несколько вариантов ввода массива:

//Вариант 1. Ввод массива с помощью функции scanf.
//При организации ввода используются специальные символы: табуляция — \t
//и переход на новую строку — \n.
#include <stdio.h>
int main ( )
{
float x [ 10 ]; int i, n;
printf ( " \n N = " ); scanf ( " % d ",&n ); //Ввод размерности массива.
printf ( " \n Введите элементы массива X \n " );
for ( i =0; i<n; i++)
scanf ( " % f ", x+ i ); //Ввод элементов массива в цикле.
//Обратите внимание, x + i — адрес i-го элемента массива.
return 0;
}

Рис. 5.2. Алгоритм ввода массива X[N]

Результат работы программы:

N=3
Введите элементы массива X
1.2
-3.8
0.49

Рис. 5.3. Алгоритм вывода массива X[N]

//Вариант 2. Ввод массива с помощью функции scanf и вспомогательной переменной b.
#include <stdio.h>
int main ( )
{
float x [ 10 ], b; int i, n;
printf ( " \n N = " ); scanf ( " % d ",&n ); //Ввод размерности массива.
printf ( " \n Массив X \n " );
for ( i =0; i<n; i++)
{
	printf ( " \n Элемент % d \t ", i ); //Сообщение о вводе элемента.
	scanf ( " % f ",&b ); //Ввод переменной b.
	x [ i ]=b; //Присваивание элементу массива значения переменной b .
}
return 0;
}

Результат работы программы:

N=4
Массив X
Элемент 0 8.7
Элемент 1 0.74
Элемент 2 -9
Элемент 3 78

//Вариант 3. Ввод динамического массива с помощью cin.
#include <iostream>
using namespace std;
int main ( )
{
	int *X,N, i;
	cout<<" \n N = "; cin>>N; //Ввод размерности массива.
	X=new int [N ]; //Выделение памяти для динамического массива из N элементов.
	for ( i =0; i<N; i++)
	{
		cout<<" \n X [ "<<i<<" ]= "; //Сообщение о вводе элемента.
		cin>>X [ i ]; //Ввод элементов массива в цикле.
	}
	delete [ ] X;
	return 0;
}

Результат работы программы:

N=4
X[0]=1
X[1]=2
X[2]=4
X[3]=5

Вывод статического или динамического массива можно осуществить несколькими способами:

//Вариант 1. Вывод массива в виде строки.
for ( i =0; i<n; i++) printf ( " % f \t ",X [ i ] );
//Вариант 2. Вывод массива в виде столбца.
for ( i =0; i<n; i++) printf ( " \n % f ",X [ i ] );
//Вариант 3. Вывод массива в виде строки.
for ( i =0; i<N; i++) cout <<" \t X [ "<<i<<" ]= "<<X [ i ];
//Вариант 4. Вывод массива в виде столбца.
for ( i =0; i<N; i++) cout <<" \n X [ "<<i<<" ]= "<<X [ i ];

5.4.2 Вычисление суммы элементов массива

Дан массив , состоящий из элементов. Найти сумму элементов этого массива. Процесс накапливания суммы элементов массива достаточно прост и практически ничем не отличается от суммирования значений некоторой числовой последовательности. Переменной присваивается значение, равное нулю, затем к переменной последовательно добавляются элементы массива . Блок-схема алгоритма расчёта суммы приведена на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Алгоритм вычисления суммы элементов массива

Соответствующий алгоритму фрагмент программы будет иметь вид:

for ( S= i =0; i<N; i++)
	S+=X [ i ];
cout<<" S = "<<S<<" \n ";