Что может содержать в себе ячейка двумерного массива
Двумерные массивы
Одномерный массив можно представить как линейную структуру, в которой элементы следуют друг за другом. Однако бывают более сложные структуры данных. Например, двумерные массивы, которые можно описать как таблицу, в ячейках которой располагаются значения. Для обращения к данным массива указывается номера их строк и столбцов. Часто табличные массивы называют матрицами.
Обычно двумерные массивы на языке программирования Pascal описываются так:
Однако можно их описывать и по-другому:
При этом описание может быть в разделе type и тогда создается новый тип, который можно использовать при объявлении переменных. Или массив может быть описан непосредственно в разделе переменных. m и n – это константы, их можно опустить и вставить конкретные значения, но лучше так не делать. Обычно подразумевают, что в интервале от 1 до m определяется количество строк, а в интервале от 1 до n – количество столбцов массива.
1 вариант – описание массива через раздел type:
2 вариант – описание массива в разделе переменных:
При использовании третьего варианта описания лучше сначала определить некоторый тип одномерного массива (строка двухмерного массива), который затем используется при описании двухмерного массива:
Для обращения к элементу двухмерного массива необходимо указать имя массива и в квадратных скобках через запятую – значения двух индексов (первый указывает номер строки, а второй – номер столбца), на пересечение которых стоит элемент (например, a[i,2]:=6). В языке программирования Pascal допустимо разделение индексов с помощью квадратных скобок (например, a[i][5]:= 7).
Если описывается двумерный массив как типизированная константа, то при задании значений его элементов он рассматривается как массив массивов. При этом в общих круглых скобках через запятую перечисляются заключенные в круглые скобки значения элементов строк (каждая строка в своих скобках):
Рассмотрим простой пример работы с двумерным массивом. Сначала заполним его данными, а затем выведем их на экран в виде таблицы.
Размерность массива (т.е. количество содержащихся в нем значений) определяется произведением количества строк на количество столбцов. В примере выше в массив помещается 15 значений.
Когда пользователь вводит очередное число, то процедура read считывает его и помещает в ячейку с текущими индексами i и j. Когда i равна единице, значение j меняется пять раз, и, значит, заполняется первая строка таблицы. Когда i равна двум, значение j снова меняется пять раз и заполняется вторая строка таблицы. Аналогично заполняется третья строка таблицы. Внутренний цикл for в общей сложности совершает 15 итераций, внешний только 3.
Как пользователь вводит значения – не важно. Он может их разделять либо пробелом, либо переходом на новую строку.
Вывод значений двумерного массива организован в виде таблицы. Выводятся 3 строки по 5 чисел в каждой. Внутри строк числа разделяются пробелом.
На самом деле, это не совсем корректно написанная программа. Мы несколько раз используем цифры 3 и 5. А что если мы захотим поменять размерность массива? Придется просмотреть всю программу (представьте, что она очень большая) и исправить значения. Это неэффективно. Поэтому в программе следует использовать константы. В случае чего их значения можно поменять всего лишь в одном месте.
Вторая проблема – это «кривость» выводимой на экран таблицы значений матрицы, в случае если есть значения разной разрядности (однозначное, двузначное и т.д. числа). Неплохо бы под каждое число отводить равное количество знаков.
Вот так может выглядеть подправленный вариант программы:
Как стать программистом
Обучение основам программирования на C для чайников.
Страницы
Последние новости
YoungCoder теперь и на Stepikе. Записывайтесь: https://vk.cc/75rISy
Чтобы записаться на курс, необходимо зарегистрироваться на Степике: https://vk.cc/75rIC4
Это моя личная ссылка-приглашение на Stepik для вас. Регистрируясь по этой ссылке, записываясь на курсы и решая задачи, Вы помогаете автору данного сайта принять участие в конкурсе платформы Stepik! Подробности конкурса здесь: https://vk.cc/75rKuS
воскресенье, 27 октября 2013 г.
Занятие 19. Двумерные массивы.
Прочитайте улучшенную версию этого урока «Двумерные массивы».
Что такое двумерный массив?
Как работать с двумерным массивом?
Как работать с отдельным элементом массива.
Зачем нужны двумерные массивы?
Напишите в комментариях пожалуйста, понятен ли вам этот пример, или лучше его подробно расписать?
Если этот материал кажется вам полезным, расскажите о нем друзьям используя кнопки основных социальных сетей, расположенные ниже.
При этом табличка приблизительно должна быть выровнена по центру окна вывода.
Готовое решение пользователя с ником «Дмитрий». За проявленное упорство и трудолюбие, и как первый выполнивший правильно практическое задание, Дмитрий награждается печенькой:
Что может содержать в себе ячейка двумерного массива
Двумерный массив в Паскале трактуется как одномерный массив, тип элементов которого также является массивом (массив массивов). Положение элементов в двумерных массивах Паскаля описывается двумя индексами. Их можно представить в виде прямоугольной таблицы или матрицы.
Рассмотрим двумерный массив Паскаля размерностью 3*3, то есть в ней будет три строки, а в каждой строке по три элемента:
Каждый элемент имеет свой номер, как у одномерных массивов, но сейчас номер уже состоит из двух чисел – номера строки, в которой находится элемент, и номера столбца. Таким образом, номер элемента определяется пересечением строки и столбца. Например, a 21 – это элемент, стоящий во второй строке и в первом столбце.
Описание двумерного массива
Пример описания двумерного массива Паскаля
var a: array [1..n, 1..m] of тип элементов >;
Ввод двумерного массива
Вывод двумерного массива Паскаля
Вывод элементов двумерного массива Паскаля также осуществляется последовательно, необходимо напечатать элементы каждой строки и каждого столбца.
Вывод двумерного массива в строку :
Вывод можно осуществить и в столбик с указанием соответствующего индекса. Но в таком случае нужно учитывать, что при большой размерности массива все элементы могут не поместиться на экране и будет происходить скроллинг, т.е. при заполнении всех строк экрана будет печататься очередной элемент, а верхний смещаться за пределы экрана.
Вывод двумерного массива в столбик:
Вывод на экран элементов будет в следующем виде:
Вывод двумерного массива таблицей:
Двумерные массивы
Пожалуйста, приостановите работу AdBlock на этом сайте.
Иногда данные гораздо удобнее хранить в таблице, чем в столбике/строке. Например, пишем мы игру-лабиринт. Нам нужно как-то хранить карту, где будут отмечены проходы и стены. Например, она могла бы выглядеть вот так.
Рис.1 Карта лабиринта
И тогда её можно было бы хранить в виде таблицы символов, где стены обозначены 1, проходы 0, начальная точка 3, конечная точка 9.
В подобных случаях используют двумерные массивы, т.е. массивы, у которых два измерения (два счётчика).
Рис.2 Двумерный массив.
Объявить двумерный массив не сложнее, чем объявить одномерный массив. Просто необходимо указать обе его размерности в квадратных скобках. Первое число – количество строк, второе – количество столбцов.
Например, для массива с картинки объявление выглядело бы вот так:
Нумерация строк и столбцов, как и в одномерных массивах, начинается с нуля.
Имеется возможность инициализировать массив при объявлении.
Рис.3 Инициализация двумерного массива произвольными значениями
Пока элементы массива не инициализированы, они заполнены мусором. Проверьте это самостоятельно.
Обращение к конкретному элементу двумерного массива происходит так же, как и в одномерном массиве. Сначала пишется имя массива, а затем в отдельных квадратных скобках номер строки и номер столбца. Главное тут не перепутать. Сначала пишем номер строки, затем номер стоблца. Ну и не забывайте про то, что нумерация начинается с нуля.
Рис.4 Обращение к конкретному элементу двумерного массива.
Следующая программа иллюстрирует основные операции для работы с двумерными массивами.
Как видите, если в одномерном массиве мы использовали один цикл для перебора всех элементов массива, то в двумерном два цикла. Первый цикл последовательно перебирает строчки, а второй последовательно перебирает элементы строки. Индексы массива в цикле будут перебираться в следующей последовательности:
Следующая программа заполнит массив числами по порядку, а потом выведет его на экран.
Вот и всё, что вам необходимо знать на начальном этапе о массивах. Теперь нужно хорошенько потренироваться в их использовании на практике.
Практика
Решите предложенные задачи:
Для удобства работы сразу переходите в полноэкранный режим 
Двумерные массивы
1. Двумерные массивы
И еще один интересный факт о массивах. Массивы бывают не только линейными, но и двумерными.
И что это значит, спросите вы?
А это значит, что ячейки массива можно представить не только в виде столбца (или строки), но и в виде прямоугольной таблицы.
Где имя — это имя переменной-массива, ширина — это ширина таблицы (в ячейках), а высота — это высота таблицы. Пример:
| Создаем двумерный массив: два столбца и 5 строк. В ячейку (1,1) записываем 5. |
Вот как это будет выглядеть в памяти:
Кстати, для двумерных массивов можно тоже использовать быструю инициализацию:
Есть очень много мест, где вам как программисту может понадобиться двумерный массив. Реализация практически любой настольной игры — это же готовый двумерный массив: «Шахматы», «Шашки», «Крестики-Нолики», «Морской бой»:
2. Расположение элементов в массивах: (x,y) или (y,x)
Тут, кстати, есть интересная дилемма:
Когда мы создаем массив new int[2][5] ; у нас таблица «две строки и 5 столбцов » или все-таки «два столбца и 5 строк »? Другими словами, мы сначала задаем «ширину», а потом «высоту» или все-таки сначала «высоту», а потом — «ширину»? И, как говорится, тут не все так однозначно.
Начнем с вопроса: а как эта таблица реально хранится в памяти?
Аргумент в пользу гипотезы «ширина»-«высота».
Еще в школе всех учили, что из пары координат сначала указывается «x», а затем «y». И это не просто школьный стандарт — это вообще стандарт в математике. Против царицы наук, как говорится, не попрешь. Так что? Сначала «ширина», а затем «высота»?
Аргумент в пользу гипотезы «высота»- «ширина».
Тут тоже есть интересный аргумент и идет он из. быстрой инициализации двумерных массивов. Ведь если мы захотим инициализировать наш массив, напишем этот код как:
Ничего не замечаете? А если так:
Если мы напишем наши данные в коде построчно, то получим таблицу, у которой 2 строки и 5 столбцов.
Итоги
Что тут скажешь? Вам решать, как вам удобнее. Главное, чтобы все программисты, работающие над одним проектом, придерживались одного подхода.
Если вы будете работать над проектом, где много инициализированных двумерных массивов в коде, то скорее всего там все будут отталкиваться от быстрой инициализации данных и будет стандарт «высота»-«ширина».
Если же вам повезет попасть в проект, где много математики и работают с координатами (например, работа с игровыми движками), там скорее всего будут придерживаться подхода «ширина»-«высота»
3. Устройство двумерных массивов
А сейчас вы узнаете, как на самом деле устроены двумерные массивы. Готовы?
Двумерные массивы — это на самом деле массивы массивов!
Другими словами, если в случае с обычным массивом «переменная-массив хранит ссылку на контейнер, который хранит элементы массива». То в случае с двумерными массивами у нас ситуация немного взрывоопаснее: переменная-двумерный-массив хранит ссылку на контейнер, который хранит ссылки на одномерные массивы. Это лучше один раз увидеть, чем сто раз попробовать объяснить:
Слева у нас «переменная-двумерный-массив», которая хранит ссылку на «объект-двумерный массив». В середине у нас «объект двумерный массив», в ячейках которого хранятся ссылки на одномерные массивы — строки двумерного массива. Ну и справа вы видите четыре одномерных массива — строки нашего двумерного массива.
Это то, как на самом деле устроены двумерные массивы. И такой подход дает Java-программисту несколько преимуществ:
Во-первых, т.к. «контейнер контейнеров» хранит ссылки на «массивы-строки», мы можем очень быстро и просто менять строки местами. Чтобы получить доступ к «контейнеру контейнеров», нужно просто указать один индекс вместо двух. Пример:
Вот с помощью такого кода можно поменять строки местами:
В matrix[0] у нас хранится ссылка на первую строку.
Меняем ссылки местами.
В итоге массив matrix выглядит так:
Если вы обращаетесь к ячейке двумерного массива, но после имени массива указываете только один индекс, вы таким образом обратитесь к контейнеру-контейнеров, в ячейках которого хранятся ссылки на обычные одномерные массивы.