4.1 Массивы и их обработка с помощью циклов
Массив – это структурированный тип данных, состоящий фиксированного числа элементов одного типа.
Массивы характеризуются именем, размерностью (количеством элементов), номерами (индексами) элементов в нем и значениями каждого элемента. Каждый элемент массива определяется своим индексом, по которому к нему осуществляется доступ.
Одномерный массив иначе называется вектором. Элемент одномерного массива имеет один индекс, указывающий на его порядковый номер.
Двумерный массив иначе называется матрицей. Элемент двумерного массива имеет два индекса: первый индекс соответствует номеру строки, второй – номеру столбца, в которых находится элемент.
В таблице 4.1 приводятся характеристики вектора Х(4) и матрицы А(3,3).
Таблица 4.1 — Примеры одномерного и двумерного массивов
4 (в массиве 4 элемента)
(в массиве 9 элементов: 3 строки, 3 столбца)
Как и любой другой объект программы, массив должен быть объявлен. Существует два способа описания массива:
— явный — в разделе Type описания типов данных (между Const и Var) задается размерность массива и тип его элементов, затем в разделе Var сформированному типу массива присваивается имя. Например,
Type T = array [1..4] of real;
Var A: T;
Type Z = array[1..3,1..4] of real;
Var В:Z;
— неявный — минуя раздел Type. Например,
Var A: array [1..4] of real;
Var B: array [1..3, 1..4] of real;
Так в языке Паскаль нет возможности вводить и выводить массивы как единый объект, для обработки массивов используются операторы циклов. Ввод и вывод одномерных массивов возможен только поэлементно с помощью оператора цикла:
For i:=1 to 10 do
Read (a[i]);
For i:=1 to 10 do
Readln (a[i]);
For i:=1 to 10 do
Write (a[i]);
For i:=1 to 10 do
Writeln (a[i]);
Работая с матрицей также надо организовать перебор всех ее элементов, причем необходимо открыть два цикла для изменения номера строки (i) и номера столбца (j), т.е. в одном цикле организовать другой. Таким образом, ввод и вывод двумерных массивов возможен только поэлементно с помощью организации вложенного цикла:
For i:=1 to 5 do
For j:=1 to 5 do
Read (a[i,j]);
For i:=1 to 5 do
For j:=1 to 5 do
Write (a[i,j]);
При таком способе организации вывода двумерный массив будет выведен на экране в одну строку. Если же в цикле использовать оператор Writeln (а[i,j]), то массив будет выведен в один столбец. Для того чтобы получить на экране матрицу в ее общепринятом виде, используется следующая организация вывода двумерного массива:
For i:=1 to 4 do
For j:=1 to 5 do
Write (а[i,j]);
Пустой оператор Writeln в данном случае используется для перевода курсора на следующую строку.
Циклы, аналогичные рассмотренному выше, называются вложенными. Цикл, в котором создается другой цикл, называется внешним, цикл, создаваемый внутри, — внутренним. Правила организации внешнего и внутреннего цикла те же, что и простого цикла. Вложенных циклов может быть больше двух. Параметры внешнего и внутреннего циклов должны быть разными, причем при фиксированном значении параметра внешнего цикла параметр внутреннего цикла принимает по очереди все свои значения.
Как правило, характерные приемы программирования применяют к определенным элементам массивов, а именно: к элементам между заданными номерами строк и столбцов; при выполнении действий с элементами строк и столбцов; к элементам главной диагонали или параллельных ей; элементам побочной диагонали; элементам, расположенным выше и ниже главной диагонали.
Для того чтобы алгоритм был составлен правильно, необходимо хорошо представлять взаимосвязь индексов элементов матрицы (таблица 4.2).
Зачем нужен цикл в массиве?
Обычно для чего используют перебор элементов в массиве?
Прошу не губить, так как я новичок.
Чтобы проходиться по массиву. Можно его изменять, например
Пример, как посчитать сумму элементов в массиве, для этого подойдёт цикл:
Пример, надо создать функцию, которая возвращает true, если в массиве есть число 5, иначе функция возвращает false:
Пример, вывести в консоль только нечетные элементы массива:
Дизайн сайта / логотип © 2023 Stack Exchange Inc; пользовательские материалы лицензированы в соответствии с CC BY-SA . rev 2023.9.7.43618
Нажимая «Принять все файлы cookie» вы соглашаетесь, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.
Цикл for — JS: Массивы
Работа с массивами почти всегда завязана на одновременную обработку всех его элементов. Это нужно при выводе списков на экран, при выполнении различных расчетов или проверке данных. Во всех этих случаях нужен механизм для перебора элементов массива. Самый простой способ сделать это – использовать цикл.
Обход
Циклы напрямую с массивами не связаны, но у циклов есть счетчик, который может выступать в качестве индекса массива. Поэтому соединить их не составляет никакого труда:
В данном коде создаем массив из трех элементов — имен. Далее в цикле обходим массив и выводим на экран все имена так, что каждое имя оказывается на новой строке ( console.log автоматически делает перевод строки).
Рассмотрим этот этап подробнее. При обходе массива циклом for счетчик, как правило, играет роль индекса в массиве. Он инициализируется нулем и увеличивается до userNames.length — 1 , что соответствует индексу последнего элемента. Именно поэтому мы используем строгое сравнение < (меньше) в условном выражении i < userNames.length , а не <= (меньше либо равно).
А что, если нам нужно вывести значения в обратном порядке? Для этого есть два способа. Один — идти в прямом порядке, то есть от нулевого индекса до последнего, и каждый раз вычислять нужный индекс по такой формуле размер массива — 1 — текущее значение счетчика .
Другой способ подразумевает обход в обратном порядке, от верхней границы до нижней, то есть от последнего индекса массива к первому (нулю, так как индексирование начинается с нуля). В такой ситуации код меняется на следующий:
При таком обходе проверка остановки должна быть именно на >= , иначе элемент с индексом 0 не попадет в цикл.
Изменение
Во время обхода массива его можно не только читать, но и модифицировать. Предположим, что перед нами стоит задача нормализации списка электронных адресов — например, приведение их к нижнему регистру. Тогда код будет выглядеть так:
Ключевая строчка: emails[i] = normalizedEmail; . В ней происходит перезапись элемента под индексом i .
Резюме
Открыть доступ
Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно
10.3 – Массивы и циклы
Рассмотрим случай, когда мы хотим найти средний балл за тест в классе студентов. Используя отдельные переменные:
Это много переменных и много набора текста – и это всего 5 студентов! Представьте, сколько работы нам нужно было бы сделать для 30 или 150 студентов.
Кроме того, если добавится новый студент, необходимо будет объявить и инициализировать новую переменную и добавить ее в расчет totalScore . Каждый раз, когда вам нужно изменить старый код, вы рискуете внести ошибки.
Использование массивов предлагает немного лучшее решение:
Это значительно сокращает количество объявляемых переменных, но totalScore по-прежнему требует, чтобы каждый элемент массива был указан отдельно. Как и выше, изменение количества студентов означает, что формулу totalScore необходимо изменить вручную.
Если бы только был способ перебрать наш массив и напрямую вычислить totalScore .
Циклы и массивы
В предыдущем уроке вы узнали, что индекс массива не обязательно должен быть постоянным значением – он может быть переменной. Это означает, что в качестве индекса массива мы можем использовать переменную цикла для перебора всех элементов нашего массива и выполнения над ними каких-либо вычислений. Это настолько обычное дело, что везде, где вы найдете массивы, вы почти наверняка найдете и циклы! Когда цикл используется для доступа к каждому элементу массива по очереди, это часто называется итерацией по массиву.
Вот наш пример выше, модифицированный для использования цикла for :
Это решение идеально как с точки зрения читабельности, так и с точки зрения поддержки. Поскольку все обращения к нашим элементам массива выполняет цикл, формулы автоматически корректируются с учетом количества элементов в массиве. Это означает, что для учета новых студентов вычисления не нужно изменять вручную, и нам не нужно вручную добавлять имена новых элементов массива!
Вот пример использования цикла для поиска в массиве, чтобы определить лучший результат в классе:
В этом примере мы используем переменную maxScore , не являющуюся переменной цикла, для поиска максимального результата. maxScore инициализируется значением 0, чтобы показать, что мы еще не видели никаких оценок. Затем мы перебираем каждый элемент массива и, если находим результат выше, чем тот, который мы видели ранее, мы устанавливаем maxScore в это значение. Таким образом, maxScore всегда представляет собой максимальный результат из всех элементов, среди которых мы искали на данный момент. К тому времени, когда мы достигаем конца массива, maxScore будет равна наивысшему баллу во всем массиве.
Смешивание циклов и массивов
Циклы обычно используются с массивами для выполнения одной из трех задач:
- расчет значения (например, среднее значение, общее значение);
- поиск значения (например, наибольшее значение, наименьшее значение);
- реорганизация массива (например, по возрастанию, по убыванию)
При вычислении значения для хранения промежуточного результата обычно используется переменная, которая используется для вычисления окончательного значения. В приведенном выше примере, где мы вычисляем средний балл, totalScore содержит сумму баллов для всех просмотренных элементов.
При поиске значения переменная обычно используется для хранения значения лучшего кандидата, просмотренного на данный момент (или индекса лучшего кандидата в массиве). В приведенном выше примере, где мы используем цикл для поиска лучшего результата, maxScore используется для хранения максимального результата, обнаруженного на данный момент.
Сортировка массива немного сложнее, поскольку обычно включает вложенные циклы. Сортировку массива мы рассмотрим в следующем уроке.
Массивы и ошибки на единицу
Один из самых сложных моментов в использовании циклов с массивами – убедиться, что цикл повторяется нужное количество раз. Легко допустить ошибку на единицу, и попытка получить доступ к элементу, который больше, чем длина массива, может иметь ужасные последствия. Рассмотрим следующую программу:
Проблема с этой программой в том, что условие в цикле for неверно! Объявленный массив имеет 5 элементов, пронумерованных от 0 до 4. Однако этот массив перебирается в цикле от 0 до 5. Следовательно, на последней итерации массив выполнит следующее:
Но элемент scores[5] не определен! Это может вызвать всевозможные проблемы, наиболее вероятно, что scores[5] приведет к мусорному значению. В этом случае вероятный результат – maxScore окажется неверным.
Однако представьте, что произойдет, если мы случайно присвоим значение элементу scores[5] ! Мы можем перезаписать другую переменную (или ее часть) или, возможно, что-то повредить – эти типы ошибок очень сложно отследить!
Следовательно, при использовании циклов с массивами всегда дважды проверяйте условия цикла, чтобы убедиться, что вы не допускаете ошибки на единицу.
Небольшой тест
Вопрос 1
С помощью цикла выведите на экран следующий массив:
Подсказка: чтобы определить длину массива, вы можете использовать std::size (начиная с C++17) или трюк с sizeof() (до C++17).
Вопрос 2
Используя массив из вопроса 1.
Попросите пользователя ввести число от 1 до 9. Если пользователь не вводит число от 1 до 9, повторно запрашивайте целочисленное значение, пока он не введет его. После того, как он ввел число от 1 до 9, распечатайте массив. Затем найдите в массиве значение, введенное пользователем, и напечатайте индекс этого элемента.
Проверить std::cin на недопустимый ввод вы можете, используя следующий код:
Вопрос 3
Измените следующую программу так, чтобы вместо того, чтобы maxScore содержала непосредственно наибольший результат, переменная с именем maxIndex содержала индекс элемента с наибольшим результатом.