Массив как статическая структура данных

Статическая (фундаментальная) структура данных – совокупность фиксированного количества данных постоянной размерности с неизменным характером связей между ними.

Переменные статических структур могут изменять только свое значение, а их структура и множество допустимых значений остаются неизменными; размер памяти, занимаемой такими переменными, остается постоянным.

К статическим структурам, в частности, относится массив данных, который представляет собой упорядоченную последовательность данных одного и того же типа, имеющих общее имя; доступ к элементам массива осуществляется при помощи индексов, являющихся порядковыми номерами элементов в последовательности. На этапе компиляции под элементы массива выделяется фиксированный объем памяти, который не меняется в процессе выполнения программы. В памяти элементы массива размещаются последовательно в соответствии с ростом индекса.

Одномерный массив данных

Если для получения доступа к элементам массива требуется один индекс, то массив является одномерным (линейным). Математическим представлением одномерного массива является вектор.

Структура объявления одномерного массива:

<тип_элемента_массива> <имя_массива>[<количество_элементов];

Например,

char v[10]; // объявление одномерного массива из 10-и символов

Например, копирование 10-и элементов одного массива в другой можно организовать следующим образом:

int v1[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},v2[10]; // объявление переменных

// копирование элементов одного массива в другой

for (int i=0;i<10;i++) // для i, начиная с 0 до 9,

v2[i]=v1[i]; // копировать i-ый элемент массива v1 в i-ый элемент массива v2, после чего i увеличивается на 1 (инкремент переменной целого типа)

При обращении к элементу массива происходит обращение по его адресу, поэтому предыдущий фрагмент программы можно представить следующим образом, используя указатели:

int v1[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},v2[10],*p1,*p2; // объявление переменных

p1=&v1[0]; // в указатель p1 заносится адрес первого элемента массива v1

p2=&v2[0]; // в p2 – адрес первого элемента массива v2

// копирование элементов одного массива в другой

for (int i=0;i<10;i++)

{

*p2=*p1;

p2++; p1++;

}

Адресная арифметика

Операцияадресной арифметики интерпретируется следующим образом:

• указатель потенциально ссылается на неограниченную в обе стороны область памяти, заполненную переменными того типа, на который ссылается указатель;

• переменные в области памяти нумеруются от текущей переменной, на которую указывает указатель и которая получает относительный номер 0; переменные в направлении возрастания адресов памяти нумеруются положительными значениями (1,2...), в направлении убывания – отрицательными (-1,-2…);

• результатом операции указатель+i является адрес i- й переменной в этой области памяти относительно текущего положения указателя, т.е. значение указателя на i -ю переменную.

Таким образом, указатель ссылается на неограниченный массив с относительной нумерацией элементов массива от переменной, на которую указывает указатель.

p+i; // установить указатель на i-ю переменную после той, на которую указывает p

p-i; // установить указатель на i-ю переменную перед той, на которую указывает p

*(p+i); // получить значение i-й переменной после той, на которую указывает p, что эквивалентно: p[i]

p++; // получить значение переменной, на которую указывает p, затем указатель установить на следующую переменную

p--; // получить значение переменной, на которую указывает p, затем указатель установить на предшествующую переменную

p+=i; // переместить указатель на i переменных вперед относительно той, на которую указывает p

p-=i; // переместить указатель на i переменных назад относительно той, на которую указывает p

*p++; // получить значение переменной, на которую указывает p, затем указатель установить на следующую переменную

*(--p); // переместить указатель к переменной, предшествующей той, на которую указывает p, затем получить ее значение

(*p)++; // получить значение переменной, на которую указывает p, затем увеличить ее значения на 1

++(*p); // получить значение переменной, на которую указывает p, увеличенное на 1