Что такое массив в c: Работа с массивами в языке Си

Массивы в C++ — урок 5

Сегодня мы с поговорим о массивах. Вы уже знаете, что переменная — это ячейка в памяти компьютера, где может храниться одно единственное значение. Массив — это область памяти, где могут последовательно храниться несколько значений.

Возьмем группу студентов из десяти человек. У каждого из них есть фамилия. Создавать отдельную переменную для каждого студента — не рационально. Создадим массив, в котором будут храниться фамилии всех студентов.

• Пример инициализации массива
• Описание синтаксиса
• Вывод элементов массива через цикл
• Объявление массива без инициализации
• Заполнение массива с клавиатуры

Пример инициализации массива

string students[10] = {
    "Иванов", "Петров", "Сидоров",
    "Ахмедов", "Ерошкин", "Выхин",
    "Андеев", "Вин Дизель", "Картошкин", "Чубайс"
};

Описание синтаксиса

Массив создается почти так же, как и обычная переменная. Для хранения десяти фамилий нам нужен массив, состоящий из 10 элементов.

Количество элементов массива задается при его объявлении и заключается в квадратные скобки.

Чтобы описать элементы массива сразу при его создании, можно использовать фигурные скобки. В фигурных скобках значения элементов массива перечисляются через запятую. В конце закрывающей фигурной скобки ставится точка с запятой.

Попробуем вывести наш массив на экран с помощью оператора cout.

#include <iostream>
#include <string>
int main()    
{
    std::string students[10] = {
        "Иванов", "Петров", "Сидоров",
        "Ахмедов", "Ерошкин", "Выхин",
        "Андеев", "Вин Дизель", "Картошкин", "Чубайс"
    };
    std::cout << students << std::endl; // Пытаемся вывести весь массив непосредственно
    return 0;
}

Скомпилируйте этот код и посмотрите, на результат работы программы. Готово? А теперь запустите программу еще раз и сравните с предыдущим результатом. В моей операционной системе вывод был следующим:

• Первый вывод: 0x7ffff8b85820
• Второй вывод: 0x7fff7a335f90
• Третий вывод: 0x7ffff847eb40

Мы видим, что выводится адрес этого массива в оперативной памяти, а никакие не «Иванов» и «Петров».

Дело в том, что при создании переменной, ей выделяется определенное место в памяти. Если мы объявляем переменную типа int, то на машинном уровне она описывается двумя параметрами — ее адресом и размером хранимых данных.

Массивы в памяти хранятся таким же образом. Массив типа int из 10 элементов описывается с помощью адреса его первого элемента и количества байт, которое может вместить этот массив. Если для хранения одного целого числа выделяется 4 байта, то для массива из десяти целых чисел будет выделено 40 байт.

Так почему же, при повторном запуске программы, адреса различаются? Это сделано для защиты от атак переполнения буфера. Такая технология называется рандомизацией адресного пространства и реализована в большинстве популярных ОС.

Попробуем вывести первый элемент массива — фамилию студента Иванова.

#include <iostream>
#include <string>
int main()
{    
    std::string students[10] = {
        "Иванов", "Петров", "Сидоров",
        "Ахмедов", "Ерошкин", "Выхин",
        "Андеев", "Вин Дизель", "Картошкин", "Чубайс"
    };
    std::cout << students[0] <<  std::endl;
    return 0;
}

Смотрим, компилируем, запускаем. Убедились, что вывелся именно «Иванов». Заметьте, что нумерация элементов массива в C++ начинается с нуля. Следовательно, фамилия первого студента находится в students[0], а фамилия последнего — в

students[9].

В большинстве языков программирования нумерация элементов массива также начинается с нуля.

Попробуем вывести список всех студентов. Но сначала подумаем, а что если бы вместо группы из десяти студентов, была бы кафедра их ста, факультет из тысячи, или даже весь университет? Ну не будем же мы писать десятки тысяч строк с cout?

Конечно же нет! Мы возьмем на вооружение циклы, о которых был написан предыдущий урок.

Вывод элементов массива через цикл

#include <iostream>
#include <string>
int main()
{
    std::string students[10] = {
        "Иванов", "Петров", "Сидоров",
        "Ахмедов", "Ерошкин", "Выхин",
        "Андеев", "Вин Дизель", "Картошкин", "Чубайс"
    };  
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        std::cout << students[i] << std::endl;
    }
    return 0;
}

Если бы нам пришлось выводить массив из нескольких тысяч фамилий, то мы бы просто увеличили конечное значение счетчика цикла — строку for (.

..; i < 10; ...) заменили на for (...; i < 10000; ...).

Заметьте что счетчик нашего цикла начинается с нуля, а заканчивается девяткой. Если вместо оператора строгого неравенства — i < 10 использовать оператор «меньше, либо равно» — i <= 10, то на последней итерации программа обратится к несуществующему элементу массива — students[10]. Это может привести к ошибкам сегментации и аварийному завершению программы. Будьте внимательны — подобные ошибки бывает сложно отловить.

Массив, как и любую переменную можно не заполнять значениями при объявлении.

Объявление массива без инициализации

string students[10];
// или
string teachers[5];

Элементы такого массива обычно содержат в себе «мусор» из выделенной, но еще не инициализированной, памяти. Некоторые компиляторы, такие как GCC, заполняют все элементы массива нулями при его создании.

При создании статического массива, для указания его размера может использоваться только константа. Размер выделяемой памяти определяется на этапе компиляции и не может изменяться в процессе выполнения.

int n;
cin >> n;
string students[n]; /* Неверно */

Выделение памяти в процессе выполнения возможно при работе с динамическими массивами. Но о них немного позже.

Заполним с клавиатуры пустой массив из 10 элементов.

Заполнение массива с клавиатуры

#include <iostream>
#include <string>
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;
int main()
{    
        int arr[10];
        // Заполняем массив с клавиатуры
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            cout << "[" << i + 1 << "]" << ": ";
            cin >> arr[i];
        }
        // И выводим заполненный массив.
        cout << "\nВаш массив: ";
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            cout << arr[i] << " ";
        }
        cout << endl;
        return 0;
}

Скомпилируем эту программу и проверим ее работу.

Если у вас возникают проблемы при компиляции исходников из уроков — внимательно прочитайте ошибку компилятора, попробуйте проанализировать и исправить ее. Если вы нашли ошибку в коде — напишите об этом в комментариях к уроку.

Массивы — очень важная вещь в программировании. Автор советует вам хорошо попрактиковаться в работе с ними.

Следующий урок: Функции в C++ →.

что это такое простыми словами и из чего состоит

Массив в информатике — это тип данных, в котором хранится упорядоченный набор однотипных элементов. Массивы есть в большинстве языков программирования и нужны для удобного хранения нескольких значений и быстрой работы с ними.

Структуру данных можно сравнить с набором пронумерованных коробок, в каждой из которых находится какой-то предмет. Этот предмет — элемент массива, а номер на коробке — индекс элемента, порядковый номер, по которому его можно найти.

В некоторых языках программирования у массивов есть альтернативные названия, например, ряд, матрица или вектор. Структура данных действительно похожа на эти математические понятия: они тоже представляют собой непрерывный набор элементов с четко зафиксированной позицией.

Кому и для чего нужны массивы

Массивами пользуются практически все программисты. Они нужны в ситуациях, когда необходимо работать с однотипным набором данных, например последовательностью чисел, объектов или строк.

Массив помогает:

• хранить несколько однотипных значений внутри одной переменной;
• структурировать и упорядочивать информацию;
• легко получать доступ к каждому элементу;
• быстро применять одинаковые действия ко всем элементам массива;
• экономить память и поддерживать высокую скорость выполнения действий.

Кроме того, это просто удобнее, чем «класть» несколько похожих элементов в разные переменные. Массивы — одна из базовых структур в программировании, и без них писать код было бы куда сложнее.

Как устроен массив

Технически массив — это переменная, которая включает в себя несколько значений, своеобразный контейнер. Элементы массива обычно имеют одинаковый тип, например, это все числа или строки. Расположены элементы в соседних ячейках памяти, поэтому перебор элементов или другие действия с ними выполняются довольно быстро. Время доступа к каждому элементу фиксировано, а получить ссылку на любой из них легко благодаря индексам.

У классического статического массива фиксированная длина, то есть количество элементов. Она задается при создании переменной: разработчик сразу пишет в описании массива, сколько элементов он будет хранить. Если выйти за пределы этого диапазона и, например, попытаться присвоить значение шестому элементу массива из пяти элементов, возникнет ошибка.

Индексы в стандартном массиве могут быть только целыми числами, которые идут по порядку: 0, 1, 2 и так далее. В большинстве языков программирования индексация начинается с нуля.

Что можно делать с элементами массива

Одно из достоинств использования массива — гибкость и легкость работы с данными. Элементам можно задавать разные значения, а потом менять их или обнулять. Можно обращаться к элементам по индексу. Например, array[5] — это обращение к пятому элементу массива под названием array.

С элементами по отдельности можно делать то же, что с обычными переменными: проводить разнообразные операции, выводить на экран или в файл, использовать внутри формул и так далее. В большинстве языков также есть операции и методы, которые применяются ко всем элементам массива: так можно написать одну строчку и модифицировать весь массив.

Есть и другие особые функции. Например, в некоторых языках можно преобразовать в массив строку или переменную другого типа. Бывают отдельные команды для обращения к первому и последнему элементам массива, для их удаления или модификации, для получения длины массива и так далее.

Конкретная реализация и набор функций зависят от языка программирования. В разных языках работа с массивами может различаться, но суть структуры данных остается прежней.

Какими бывают массивы

Одномерными и многомерными. Классический массив — одномерный, то есть выглядит как ряд элементов. Но массив может быть и многомерным, чаще всего двумерным: тогда он состоит из нескольких рядов, расположенных друг под другом. У двумерного массива два индекса: один определяет ряд, второй — положение элемента в этом ряде. Это похоже на математическую матрицу или на двумерную систему координат.

Иногда двумерные массивы реализуют как «массив в массиве», в других случаях для них есть отдельный способ описания — тут все зависит от языка, фреймворка и других используемых технологий.

Трехмерные массивы и структуры с большей размерностью используют крайне редко.

Статическими и динамическими. Статический массив — классическая реализация этой структуры данных. У него фиксированное количество элементов, которое задается при создании и остается неизменным все время его существования. Но это не всегда удобно, поэтому существуют также динамические массивы.

У динамических массивов «гибкая» длина, которая автоматически увеличивается или уменьшается, когда в структуру данных добавляют или удаляют элемент. Это удобнее для разработчиков и экономит память: не приходится хранить множество «пустых» элементов, как в статическом массиве, у которого задействована не вся длина.

Внутри динамические массивы чаще всего устроены как статические, которые пересоздаются, когда изменяется длина. При этом «шаг» пересоздания — не один элемент, а больше, то есть длина увеличивается сразу, скажем, на пять элементов, а не на один. Это нужно, чтобы не слишком перегружать программу постоянными пересозданиями массива.

Однородными и гетерогенными. Опять же классический массив — однородный, то есть в нем находятся элементы только одного типа. Но некоторые языки поддерживают гетерогенные массивы, где могут храниться разнотипные элементы: например, число, потом строка, а потом объект.

Такая возможность может быть удобной, но с ней нужно быть аккуратнее, потому что она в теории увеличивает риск ошибки со стороны программиста. Например, он попытается сложить элементы как числа, а один из них окажется строкой. Возникнет ошибка или программа начнет вести себя непредсказуемо.

Ассоциативными. Ассоциативные массивы — особый подвид структуры данных, в котором индексы не обязательно являются упорядоченными целыми числами. Это набор данных в формате «ключ — значение», где ключ — аналог индекса, а значение — аналог элемента.

Ассоциативный массив может называться по-разному: в Python, к примеру, его называют словарем. Структура данных действительно похожа на словарь, где ключ — слово, а значение — его описание. Второй наглядный пример — телефонный справочник, где сведения приведены в формате «ФИО — номер телефона».

Часто ассоциативные массивы бывают гетерогенными и динамическими, но это опять же зависит от языка программирования.

Структуры данных, похожие на массивы

Массив — не единственная структура данных, хранящая несколько элементов. Еще существуют так называемые кучи и множества, где информация не пронумерована, стеки, где доступ возможен только к первому элементу, и очереди — там можно получить доступ только к последнему элементу. Также есть связные списки, графы и деревья — в этих структурах данных элементы особым образом связаны между собой ссылками.

Какую именно структуру выбрать для хранения конкретного набора значений, зависит от задачи. Значение имеют скорость доступа, удобство работы и другие критерии.

Вы можете узнать о хранении данных больше на курсах по программированию — получите новую профессию и станьте востребованным IT-специалистом.

Что такое массив в языке программирования C

Вопросы для интервью

• Что такое массив в языке программирования C.
• Каковы преимущества и недостатки массивов в C.
• Можем ли мы использовать отрицательные индексы массива в C, такие как метки[-2].

---

Что такое массив в языке программирования C

Массив в языке программирования C представляет собой набор данных фиксированного размера, принадлежащих одному и тому же типу данных. Массив — это структура данных, в которой может храниться ряд переменных один и тот же тип данных в последовательности.

Эти похожие элементы могут быть типа int, float, double, char и т. д.

Важные моменты о массивах в C:

• Массив — это набор переменных одного типа данных.
• Все элементы массива хранятся в смежных ячейках памяти.
• Размер массива должен быть постоянным целым числом.
• Доступ к отдельным элементам в массиве можно получить по имени массива и целому числу, заключенному в квадратную скобку, называемому переменной нижнего индекса/индекса, например, employeeSalary[5].
• Массив — это структура данных с произвольным доступом. вы можете получить доступ к любому элементу массива всего за одну инструкцию.
• Первый элемент массива имеет индекс 0, тогда как последний элемент имеет индекс (size_of_array — 1).

---

Каковы преимущества и недостатки массивов в C

Преимущество массивов в C

• Меньше кода : Используя массив, мы можем объединить N переменных одного типа данных в одну структуру данных. В противном случае мы должны объявить N отдельных переменных.
• Легкий доступ к элементам : Мы можем получить доступ к любому элементу массива, используя имя и индекс массива. Мы можем получить доступ ко всем элементам последовательно, итерируя от индекса 0 до size-1, используя цикл.
• Простые в реализации алгоритмы : Некоторые алгоритмы могут быть легко реализованы с использованием массива, например поиск и сортировка, поиск максимальных и минимальных элементов.
• Произвольный доступ : Мы можем получить доступ к любым элементам массива с временной сложностью O(1).

Недостатки или ограничения массивов в C

• Массив является статической структурой данных. Мы не можем изменить размер массива во время выполнения.
• Мы должны заранее знать, сколько элементов должно храниться в массиве.
• В массиве могут храниться только элементы одного типа данных. Мы не можем хранить элементы нескольких типов данных в одном массиве.
• As Элементы массива хранятся в последовательных ячейках памяти. Таким образом, вставка и удаление элемента занимает много времени, так как мы должны сдвигать другие элементы на один положение впереди или сзади соответственно.
• C не выполняет проверку привязки индекса массива. В массиве и размером N вы можете написать код для доступа к элементу N+5 ^th без получения ошибки. Когда мы попытаемся получить доступ к элементам из-за пределов массива, мы получим мусорное значение.
• Поскольку мы не можем изменить размер массива, разработчики обычно объявляют большие массивы для поддержки любого расширения данных в будущем. Это приводит к созданию больших массивов, где большая часть пространства не используется.

---

Можем ли мы использовать отрицательные индексы массива в C, например метки[-2]

Нет, мы не можем использовать отрицательные индексы массива. Помните, что индексация массива начинается с 0. N-й элемент массива имеет индекс N-1.

---

Связанные темы

Примечания к массиву для GATE | Введение в массив

Массив — важная тема, относящаяся к семейству компьютерных наук. И когда дело доходит до конкурсного экзамена, такого как GATE, вы должны глубоко погрузиться в каждую перспективу массива. В этой статье мы рассмотрели все темы, относящиеся к массиву. Мы надеемся, что примечания к темам ЕГЭ помогут вам лучше понять эту тему.

Тема содержания

• Что такое массив?
• Представление массива
• Синтаксис объявления массива
• Инициализация массива
• типов массивов:
  • Одномерные массивы
  • Многомерные массивы
• Преимущества массивов
• Недостатки массивов
• Видео на массивах
• Часто задаваемые вопросы, связанные с массивами

Что такое массив?

Массив — это группа похожих элементов или элементов данных одного типа, собранных в смежных ячейках памяти. Проще говоря, можно сказать, что в компьютерном программировании массивы обычно используются для организации однотипных данных.

Массив для интегрального значения:

Массив для значения символа:

Представление массива:

Массивы могут быть представлены несколькими способами, в зависимости от разных языков. Чтобы вы поняли, мы можем взять один пример языка Си. На рисунке ниже показано представление массива.

Массивы всегда хранят значения одного типа. В приведенном выше примере:

• int — тип значения данных.
• Элементы данных, хранящиеся в массиве, называются элементами.
• Местоположение или размещение каждого элемента имеет значение индекса.

Важно: Массив может хранить только элементы данных одного типа. В приведенном ниже примере вы можете увидеть, как это работает:

• В массиве a мы сохранили все целочисленные значения (однотипные)
• В массиве b мы сохранили все значения char (одного типа)
• В массиве c есть integer, float, char все типы значений, и это не то, что массив может хранить, поэтому вариант 3 неверен, потому что массив не может хранить разные типы значений.

Синтаксис объявления массива:

Тип Переменной ИмяПеременной[Последовательность Элементов];

Пример 1: Для интегрального значения

инт A[10];

Здесь 10 означает, что этот массив A может содержать 10 целых элементов.

2	5	8	44	21	11	7	9	3	1

Пример 2: Для значения символа

символов B[10];

Этот массив B может содержать 10 символьных элементов.

ф	д	и	б	н	и	л	с	и	г

Инициализация массива:

Если внутри функции описан массив, элементы будут иметь мусорное значение. И если массив статический или глобальный, его элементы будут автоматически инициализированы до 0.

Можно сказать, что мы можем просто инициализировать элементы массива во время объявления, и для этого мы должны использовать правильный синтаксис:

Синтаксис: тип данных Имя_массива[размер] = { значение1, значение2, значение3, ….. значениеN };

Типы массивов:

Существует два типа массивов:

• Одномерные массивы
• Многомерные массивы

Одномерные массивы

Одномерный массив является разновидностью линейного массива. Он включает в себя одиночные подписки. [] (скобки) используются для нижнего индекса массива, а также для объявления и доступа к элементам массива.

Синтаксис: DataType ArrayName [size];

Например: int a[10];

Многомерные массивы

В многомерных массивах у нас есть две категории:

• Двумерные массивы
• Трехмерные массивы

1. 1. Двумерные массивы

Массив, содержащий два нижних индекса [] [], называется двумерным массивом. Они также известны как массив массива. Двумерные массивы делятся на строки и столбцы и способны обрабатывать данные таблицы.

Синтаксис: DataType ArrayName[row_size][column_size];

Например: int arr[5][5];

2. Трехмерные массивы

Когда нам требуется создать две или более таблицы элементов для объявления элементов массива, то в такой ситуации мы используем трехмерные массивы.

Синтаксис: DataType ArrayName[size1][size2][size3];

Например: int a[5][5][5];

Посетите и изучите, Разница между одномерным и двумерным массивом

Преимущества массива

• Улучшенный вариант хранения данных одного размера и одного типа.
• Это позволяет нам собрать количество элементов в нем.
• Массивы имеют более безопасное расположение кэша, что повышает производительность.
• Массивы могут представлять несколько элементов данных одного типа с использованием одного имени.

Недостатки массива:

• В массиве важно определить количество сохраняемых элементов.
• Это статическая конструкция. Это означает, что в массиве размер памяти фиксирован.
• Когда дело доходит до вставки и удаления, это немного сложно, потому что элементы хранятся последовательно, а операция сдвига стоит дорого.

Видео на массивах

Практическая задача — Массив

В. Программа P считывает 500 целых чисел в диапазоне [0, 100], представляющих ядра 500 учащихся. Затем он печатает частоту каждого балла выше 50. Как лучше всего хранить частоты в P?

1. Массив из 50 чисел
2. Массив из 100 чисел
3. Массив из 500 чисел
4. Динамически выделяемый массив из 550 номеров

Q. Следующие функции C, в которых size — это количество элементов в массиве E:

int MyX(int *E, беззнаковый целочисленный размер){

интервал Y = 0;

интервал Z;

интервал i,j,k;

для (я = 0; я < размер; я ++)

Y = Y + E[i];

для (я = 0; я < размер; я ++)

для (j = i; j <размер; j++) {

Z = 0;

для (k = i; k <= j; k++)

Z = Z + E[k];

если (Z > Y)

Y = Х;

}

возврат Y;

}

Значение, возвращаемое функцией MyX, равно

.

1. Максимально возможная сумма элементов в любом подмассиве массива E.
2. Максимальный элемент в любом подмассиве массива E.
3. Сумма максимальных элементов во всех возможных подмассивах массива E.
4. Сумма всех элементов массива E.

Часто задаваемые вопросы

Что такое массив ответов?

Массив — это структура данных, которая может хранить набор фиксированного размера элементов одного и того же типа данных.

Типы массивов?

Существует два типа массива:

• Двумерный массив.
• Многомерный массив

Как представлять двумерные массивы?

Синтаксис: DataType ArrayName[row_size][column_size];
Например, int arr[5][5];

Продолжайте учиться и следите за обновлениями, чтобы получать последние обновления об экзамене GATE, а также о критериях приемлемости GATE, GATE 2023, допускной карточке GATE, программе GATE для CSE (компьютерная инженерия), примечаниях GATE CSE, опросном листе GATE CSE и многом другом.