C массивы: Статический массив: объявление, заполнение, использование

Массивы — что это, определение и ответ

В разделе теории «Введении в программирование» говорилось о существовании еще одного важного хранилища данных в языках программирования. Речь идет о массивах. Массивы во всех языках обозначают одно и то же — это наборы каких-то величин (не обязательно численных, но чаще всего — именно их), которые хранятся вместе и используются с общей целью. Например, в программе требуется обработать двести различных чисел — объемы партий некоторых товаров. Вместо того, чтобы использовать двести разных переменных (придется придумать двести разных имен), разумнее создать массив — объект, имеющий всего одно имя и адреса (индексы), которые позволят обращаться к каждому значению внутри него по-отдельности. Или к диапазону значений. Или ко всем значениям сразу. Попросту говоря, массивы — это удобно. Массивам присваиваются имена по тем же правилам, что и переменным. Массивы могут иметь несколько «измерений», но в ЕГЭ по информатике в заданиях на программирование вы столкнетесь только с одномерными массивами и, реже, двумерными.

Одномерные массивы

Одномерный массив — это просто последовательность каких-то данных.

Например, строк:

‘раз’, ‘два’, ‘три’, ‘четыре’, ‘пять’

или чисел:

1, 2, 42, 645, -4

Каждое значение внутри массива называется элементом.

Одномерный массив имеет длину — это количество содержащихся в нем элементов. Длина каждого из приведенных выше массивов равна 5. Одномерный массив представляется как перечисленные через запятую элементы. У каждого элемента есть индекс, по которому можно однозначно определить элемент среди всех других. Индексы в массиве строго фиксированы — это целые положительные числа, начинающиеся с нуля (всегда). Элемент ‘три’ из первого примера имеет индекс 2, а элемент -4 из второго примера имеет индекс 4.

Самый простой способ создать массив на Python, это перечислить элементы через запятую в квадратных скобках:

# создали массив из пяти элементов

Чтобы обратиться к элементу массива, надо написать имя массива и индекс в квадратных скобках:

# будет напечатано число 645

В массив можно добавить элемент с помощью метода . append:

# в конец массива добавится 90

Любой существующий элемент массива можно изменить:

# элемент с индексом 1 станет равным 0

В итоге наш массив A будет выглядеть так: 1, 0, 42, 645, -4, 90

# Создаем новый массив, состоящий из 10 нулей

Если массив надо сделать очень большим, неплохо бы оптимизировать процесс его заполнения. Например, пускай требуется создать массив, состоящий из двухсот нулей. Для этого стоит использовать цикл, а внутри — повторяющееся событие (добавление элемента):

# создали пустой массив

# цикл выполнится 200 раз

# при каждом проходе к массиву будет добавляться 0

Таким образом можно заполнить массив не только нулями, но и последовательностью чисел, связанных с итерационной переменной. Например, нам нужно получить последовательность 1, 2, 3, …, 100. Для этого следует написать:

При помощи цикла удобно не только создавать, но и обрабатывать массив.

Пример.

Представим, что стоит задача найти и вывести квадраты всех положительных элементов массива. Пускай массив у нас уже есть (называется A), и мы знаем его длину (500). Решение задачи будет выглядеть следующим образом и состоять всего из трех строк:

Пример.

Пусть есть задача: создать массив из 30 элементов, найти сумму элементов, кратных 11, после чего заменить полученной суммой все те элементы, которые не кратны 11. Вывести все полученные элементы массива.

Двумерные массивы

Двумерные массивы — чуть более сложная конструкция, но и там все достаточно очевидно. Проще всего представить двумерный массив как таблицу. Например, так:

0 4 3 9

3 0 1 4

4 4 0 7

Сразу можно заметить две вещи: 1. для индексации в двумерном массиве потребуется два числа — одно для строки, другое для столбца; 2. двумерный массив — это своего рода массив из массивов. Второе соображение особенно имеет смысл для двумерных (да и скольки-угодно-мерных) массивов на Python. Двумерные массивы на Python создаются именно как массивы в массиве. Строки — это «внутренние» массивы, а столбцы возникают из-за того, что строки помещаются во «внешний» массив. Для приведенного выше примера синтаксис создания был бы следующим:

Обращение к элементу двумерного массива выполняется через указание индекса строки и столбца в квадратных скобках:

Этой строкой мы напечатали число 4 — этот элемент находится в строке с индексом два (третья по счету) и столбце с индексом 0 (первый по счету). Чтобы напечатать число 9, надо написать:

В общем и целом, с двумерными массивами можно делать все то же, что и с одномерными. Например, их так же удобно обрабатывать с помощью цикла for — но в этом случае уже потребуются два вложенных цикла (один будет «бегать» строкам, а второй — по элементам в строке).

Также можно создать двумерный массив из уже созданных одномерных:

Пример.

Допустим, надо создать двумерный массив 4×4, где каждый элемент равен разности индексов строки и столбца. Решение задачи следующее:

В итоге получим следующий двумерный массив:

[[0, -1, -2, -3], [1, 0, -1, -2], [2, 1, 0, -1], [3, 2, 1, 0]]

Пример.

Дан фрагмент программы:

Чему будет равно значение элемента двумерного массива С[4][3], если до выполнения этих команд С[4][3]=10?

Решение.

Нам надо найти C[4][3]. Давайте посмотрим на то, как считаются элементы массива в коде. С[n][m]=C[n][m] + (2 * n — m)

Разберём, что есть что. C[n][m] — значение номера строки (n) и столбца (m)

То есть, новое значение элемента считается, как старое значение плюс номер строки, умноженный на два, и минус номер столбца. То есть у нас есть всё необходимое, чтобы посчитать новое значение элемента C[4][3]: C[4][3] = 10 + 2 * 4 — 3 = 10 + 8 — 3 = 15

Ответ. 15.

Массивы в C

Массив — это группа однотипных объектов данных, хранящихся в оперативной памяти. Внутри программирования на C массивы действительно являются производным типом данных, который может содержать примитивные типы данных, такие как int, char, double, float и т. д. Он также может содержать группу производных типов данных, таких как указатели, структуры и т.д. Если вы хотите записать оценки студента за шесть курсов, нам не нужно создавать отдельные переменные для оценок каждого предмета. В качестве альтернативы мы можем создать массив, который может содержать оценки для каждой темы в областях общей памяти. Мы можем просто получить элементы, используя массив. Чтобы получить элементы массива, необходимо еще несколько строк сценария C. Давайте взглянем на некоторые примеры, чтобы увидеть работу массивов на языке C. При написании этого руководства мы использовали Ubuntu 20.

Содержание

1. Пример 1
2. Пример 2
3. Пример 3
4. Пример 4
5. Пример 5
6. Заключение

Пример 1

Начнем с открытия оболочки терминала в операционной системе Ubuntu 20.04. Используйте «Ctrl + Alt + T», чтобы открыть консоль оболочки в течение 5 секунд. Начнем с создания файла на языке C, используя «сенсорный» запрос, как показано ниже.

Откройте его в каком-нибудь редакторе, чтобы добавить к нему код. Следовательно, мы использовали «нано» запрос, чтобы открыть этот файл в GNU.

Теперь файл открыт в редакторе GNU; пришло время написать код на языке C для разработки массивов. Было бы полезно, если бы вы осознали, что существуют различные способы объявления массива и его инициализации. В этом примере мы обсудим первый и самый простой способ объявления и инициализации массива на языке C. Итак, сначала добавьте стандартную библиотеку ввода-вывода. После этого запускаем в коде основную функцию. Мы утвердили массив величиной 5. После этого мы добавили значения в массив по каждому индексу отдельно. После этого мы использовали цикл for, чтобы распечатать все 5 элементов массива arr в оболочке. Это один из самых простых способов заявить и предварительно подготовить массив. Сохраните свой код и выйдите из него, используя «Ctrl + S» и «Ctrl + X» один за другим.

Теперь файл сохранен, нам нужно скомпилировать код, чтобы сделать его исполняемым файлом. Итак, используйте компиляцию c ++ «gcc», чтобы скомпилировать его, как показано ниже.

Давайте просто запустим файл, чтобы увидеть вывод массива на языке C. Мы должны использовать представленную инструкцию в консоли и нажать на кнопку «Enter», чтобы сделать это. На выходе отображаются все 5 значений массива одно за другим.

Пример 2

Давайте посмотрим на новый экземпляр для объявления и инициализации массива на этот раз другим методом. Следовательно, откройте файл «test.c» снова.

Поскольку файл был открыт в редакторе, сначала добавьте стандартную библиотеку ввода-вывода. Основная функция использовалась так же, как указано выше. В этом примере мы объявили два массива «нечетный» и «четный» для последовательной инициализации нечетных и четных значений в массивах. Массив «odd» не имеет определенного размера и имеет 5 элементов, инициализированных нечетными значениями. Сообщение печати было отображено, чтобы показать сообщение перед печатью нечетных элементов. Цикл For используется для сбора значений из индекса массива «odd» и печати по одному. Массив «even» содержит 5 четных чисел и определенный размер 5. Сообщение печати будет отображаться перед циклом «for», чтобы показать, что будут показаны четные числа. Затем цикл for был использован для печати значений четных массивов одно за другим.

Скомпилируйте файл «test.c» еще раз, чтобы выполнить его дальше.

После компиляции кода выполните его, используя следующую команду. Результат будет таким, как показано на нижнем изображении. Сначала он будет печатать нечетные элементы массива, затем четные элементы массива и простые текстовые сообщения перед обоими массивами.

Пример 3

Давайте посмотрим на пример массива, принимающего значение из пользовательского ввода, а затем отображающего эти значения в терминале. Итак, откройте тот же файл еще раз.

Теперь файл открыт в редакторе GNU nano. Мы добавили в него приведенный ниже сценарий C, чтобы вводить данные пользователя. После включения стандартного заголовка ввода-вывода и основной функции мы объявили массив «store» размером 7. Оператор print использовался для печати сообщения для пользователя о добавлении только целочисленных значений. Цикл «for» использовался для сбора и добавления введенных пользователем значений в массив «store» с помощью & sign в функции scanf. После завершения цикла «for» было распечатано другое сообщение на дисплее. Второй цикл «for» использовался для отображения значений массива на экране с помощью оператора «printf». Функция main закрывается фразой return 0. Сохраните этот код и уходите.

Теперь используйте запрос «gcc» для компиляции этого кода.

После того, как код был скомпилирован, выполните запрос, показанный ниже. Потребителя попросили передать значения целочисленного типа. Как видите, мы добавили 7 значений и нажали Enter. После сообщения на дисплее все значения, добавленные пользователем, будут сохранены в массиве, а затем распечатаны.

Пример 4

Рассмотрим пример вычисления суммы и среднего значения по содержимому массива. Сначала откройте файл C.

После открытия файла добавьте в него такой же код ниже. Снова мы сначала использовали стандартную библиотеку C и основную функцию. Подтвержден размер массива «Arr» 10. Две целочисленные переменные: sum и avg были объявлены для подсчета общего и среднего значений по элементам массива. Оператор печати используется, чтобы попросить пользователя добавить целые значения. Цикл «for» используется для добавления введенных пользователем значений в массив «Arr» с помощью метода scanf. Между тем, все значения, добавленные пользователем, будут суммированы и сохранены в переменной «сумма». После того, как эта сумма отобразится, а после расчета будет отображаться среднее значение.

Скомпилируйте свой код.

Результат показан ниже.

Пример 5

На этой иллюстрации мы обсудим, как отсортировать массив. Для этого откройте файл.

Инициализированы целочисленная переменная «temp» и массив «Arr» размера 10. Первый цикл «for» используется для печати текущего порядка массива. Второй и третий циклы for использовались для сортировки существующего массива в порядке возрастания с использованием замены. Если оператор содержит условие, что если значение индекса «i + 1» больше значения индекса, добавьте значение индекса «I» к переменной temp. Добавьте значения индекса «i + 1» к индексу «I». Теперь добавьте значение переменной temp к индексу «i + 1». Четвертый цикл for используется для печати отсортированного массива.

Скомпилируйте файл.

В выводе ниже сначала показан несортированный массив; затем массив был отсортирован и отображен.

Заключение

Фундаментальная структура данных будет массивом, который позволяет произвольно извлекать каждый объект данных с помощью значения индекса. Если вам нужно сохранить сопоставимые элементы, полезен массив C

Модернизация массивов C для большей безопасности памяти

• по:
Эл Уильямс

В последнее время людей призывают прекратить использовать языки программирования, не обеспечивающие безопасность памяти. Но поскольку мы до сих пор не наблюдаем смерти некоторых языков, появившихся на свет в начале 1960-х годов, мы не думаем, что удастся заменить огромное количество программного обеспечения, использующего упомянутые «небезопасные» языки.

Однако это не значит, что дело безнадежно. [Kees Cook] недавно опубликовал, как современные компиляторы C99 предлагают функции, помогающие создавать более безопасные массивы, и рассказал, как вы можете воспользоваться этими функциями. Оказывается, это вообще легко сделать, и если вы получаете ошибки, они, вероятно, указывают на неожиданное поведение в вашем исходном коде, так что это плюс.

Мы не думаем, что с C и C++ что-то не так, если вы используете их по назначению. Электрические розетки полезны, пока вы не воткнете в них вилку. Так что не втыкайте вилку в одну. Нам очень понравился недавний заголовок, который мы видели от [Сары Батчер]: «Если вы не можете писать безопасный код на C++, это потому, что вы не можете писать на C++». Пост [Кука] приводит аналогичный аргумент. C значительно продвинулся вперед, и тот факт, что код 30-летней давности не использует эти новые функции, не является хорошим оправданием для отказа от C.

Самая большая проблема заключается в том, что уже давно существует то, что C99 называет «гибкими массивами». Это когда вы говорите что-то вроде: int bits[] или, исторически, int bits[0] . На самом деле это не массивы, а указатели, которые, вероятно, указывают на массив неизвестного компилятору размера. Еще хуже то, что многие структуры будут иметь гибкий массив в конце, чтобы указать, что они являются не чем иным, как заголовком для более крупной структуры данных.

Например:

структура пакета {

беззнаковая последовательность;
неподписанный лен;
неподписанный источник;
беззнаковое ДСТ;
байтовые данные[4];

};

 

Имея указатель на эту структуру, вы можете получить доступ, скажем, к data[20] , и это не ошибка. Предположительно, поле len сообщает вам размер, но компилятор этого не знает, равно как и не знает, является ли это размером массива, всей структуры или чего-то совершенно другого.

Есть несколько возможных случаев, и [Киз] просматривает их все. Стоит прочитать, если вы используете или поддерживаете код C, использующий массивы. Мы также рассмотрим некоторые случаи, особенно с этими хитрыми союзами. Хотя всем нравится придираться к C как к небезопасному, он довольно зеленый.

Posted in Software DevelopmentTagged язык C, код, память, программирование

Массивы в C против Java

Книги / Учебник по языку C для Java-разработчиков / Глава 4

Массив — это структура данных, состоящая из набора элементов или значений, каждый из которых идентифицируется уникальным индексом. Существует несколько способов создания массива в C. Показанные методы в этом разделе проще в использовании, но они приводят к массивам, которые не постоянный.

Этот код создает новый массив из 20 целых чисел с именем myArray :

 intmyArray[20]; // массив из 20 целых
 

Обычно элементы этого массива инициализируются , а не . Не предположим, что все они начинаются с 0.

В качестве альтернативы мы также можем не указывать размер, но включить элементы явно:

 int fib[] = {0, 1, 1, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55}; // 10 целых
 

В результате получается массив размером 10, содержащий первые числа Последовательность Фибоначчи.

Проблема с этими массивами в том, что они обрабатываются как местный переменные . Они перестанут существовать после того, как функция, в которой они находятся, закончился. Таким образом, эти методы нельзя использовать, если массив необходимо постоянный. Попытка вернуть эти массивы или использовать их после функция остановлена, может привести к странным ошибкам, в которых программа завершается или несвязанные данные изменяются, по-видимому, в случайный.

Мы обсудим это подробнее, когда будем говорить о памяти и указатели. Мы также обсудим способ создания постоянного массива.

Более того, вам должно быть 9 лет0066 очень осторожно при индексации массива в C. В Java вы сразу получаете ArrayIndexOutOfBoundsException , когда вы пытаетесь получить доступ к недопустимому элементу в массиве. Например, массив fib , который мы создали, имеет только 10 элементов: fib[0] через фиб[9] . Если вы пытались получить доступ к fib[10] или fib[-1] , ваш Java программа немедленно остановится и сообщит вам о проблеме. С не имеет такой проверки границ: если вы попытались получить доступ к фиб[10] , С просто посмотрел бы на память, где было бы fib[10] , если бы существовало

и вернуть эти данные, как если бы это было целое число. Еще хуже, если вы по ошибке написали fib[10] , это изменило бы данные, где fib[10] — изменение некоторых несвязанных данных! Будь осторожен!

Другая проблема заключается в том, что массивы C не имеют свойства length , в отличие от в Яве.