Представление в памяти массива из Len элементов

Лабораторная работа №6

Одномерный массив

Массив – это линейная, однородная структура данных, состоящая из конечного числа элементов. Доступ к элементу массива прямой по индексу.

Статический массив

Статический массив – это структура данных, которая создается во время компиляции (т.е. массиву выделяется память). Размер массива нельзя изменять во время работы программы.

Формат определения одномерного статического массива

[КП] спецификатор базового типа массива Имя массива [количество элементов]

Где:

Количество элементов – константа или макроопределение

Примеры объявления массива

#define Len 100

float z[len];

int main()

{

int x[100];

double y[Len];

}

Спецификатор базового типа массива – это любой простой тип языка Си, включая указатель.

Представление в памяти массива из Len элементов

			∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙
				Len-1

Для всех элементов массива общим является имя, но у каждого элемента массива уникальным является индекс.

Имя массива это константный указатель. Он хранит адрес первого байта области памяти, выделенной под элементы массива. Это можно представить так:

			∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙
				Len-1

Объем памяти выделенной переменной можно рассчитать по формуле Len*объем одного элемента.

Доступ к элементу массива осуществляется по имени. Имя элемента массива формируется по следующему правилу:

имя массива [индекс элемента]

Каждый элемент занимает в памяти отдельную ячейку памяти. Ячейка памяти выделяется переменной, т.о. элемент массива – это отдельная переменная в составе массива.

Операции можно выполнять только над элементом массива, допустимые базовым типом массива.

Пример заполнения массива с переменной верхней границей при инициализации и с клавиатуры

int main()

{ int i,y[4]={5, 6, 7,8}; //инициализация массива

// вывод массива

for(i=0;i<4;i++)

{

printf(“%d ”, x[i]);

}

int x[Len], n;

printf(“ Введите количество обрабатываемых элементов массива”);

scanf(“%d”,&n);

if(n>0 && n<Len)

{ printf(“Введите %d чисел”);

for(i=0;i<n;i++)

{

scanf(“%d”, x[i]);

}

else

printf(“ n должно быть больше нуля”);

}

Пример заполнения статического массива датчиком случайных чисел из диапазона от 100 до 300.

Примечание.

1)Функция rand() генерирует числа в диапазоне от 0 до RAND_MAX. RAND_MAX— это константа, определённая в библиотеке cstdlib.h. Для MVS RAND_MAX= 32767,но оно может быть и больше, в зависимости от компилятора.

2) Формула генерации случайных чисел по заданному диапазону

random_number = firs_value + rand() % last_value;

где firs_value - минимальное число из желаемого диапазона

last_value - ширина выборки

3) Чтобы при различных запусках программы датчик формировал новое значение, необходимо настроить функцию rand(), передав ей новое начальное значение для алгоритма формирования случайного числа. Для этого надо в программу включить вызов функции srand(time(0)); из time.h. до вызова функции rand().

#include “stdio.h”

#include "stdlib.h"

#include "time.h"

int main()

{

int x[Len], n;

printf(“ Введите количество обрабатываемых элементов массива”);

scanf(“%d”,&n);

if(n>0 && n<Len)

{ srand(time(0));

for(i=0;i<n;i++)

{x[i]=100+rand()%300;

}

else

printf(“ n должно быть больше нуля”);

}

Динамический массив

Динамический массив – это структура данных, которая создается во время выполнения программы. В процессе работы программы размер массива может быть изменен.

Примечание. Как же писать код программы и обращаться к ячейкам массива, если он еще не создан, т.е. не переменной и соответственно память не выделена? Для этого в программе разработан тип данных – указатель. Это переменная, значением которой может быть адрес.

Динамический массив в языке Си определяется через указатель. Количество элементов в массиве может быть определено перед созданием массива.

Индексация элементов динамического массива начинается с нуля.

Функции языка Си по управлению динамическим массивом из модуля malloc.h:

1) Выделение памяти под переменную в динамической памяти (создание динамической переменной)

void* malloc(выражение);

Выражение определяет объем памяти в байтах.

Функция запрашивает у диспетчера динамической памяти (ДП) необходимое количество последовательно расположенных байтов, заданное выражением, если такой участок есть, то результат функции – адрес первого байта выделенной области, если такого свободного объема нет, то результат функции NULL.

Так как результат функции не типизированный указатель, то результат нужно привести к базовому типу массива (или типу переменной, под которую выделяется память).

Пример создания динамического массива

int mai()

{

int n;

cout<<”Введите количество элементов массива”;

int *x=(int *)malloc(n);

double *y=(double *)malloc(n);

}

2) Удаление динамического массива

После того, как необходимость в динамическом массиве в приложении отпала, его надо из ДП удалить, так как она автоматически не освобождается от использованных переменных, иначе эта память считается занятой и новым переменным может не хватить свободной памяти.

void free(указатель на динамическую память);

Пример удаления динамического массива после использования

int mai()

{

int n;

cout<<”Введите количество элементов массива”;

int *x=(int *)malloc(n);

double *y=(double *)malloc(n);

for(i=0;i<n;i++)

cin>>x[i];

for(i=0;i<n;i++)

cout<<x[i];

free(x);

}

3) Изменение размера динамического массива

void* realloc(указатель, выражение);

где

указатель – это указатель на массив, размер которого надо изменить;

выражение – определяет новый размер массива в байтах.

Функция изменяет размер массива, добавляя новые байты в конец массива или удаляя последнее байты, сохраняя при этом значения остальных элементов массива.

Пример применения realloc для величения и уменьшения размера массива

int main()

{

int n=5;

int *x=(int *) malloc(n);

x[0]=1; x[1]=2;x[2]=3; x[3]=4; x[4]=5;

//увеличить массив на один элемент

realloc(x,sizeof(int)*(n+1)); n++;

x[5]=6;

//увеличить массив на два элемента

realloc(x,sizeof(int)*(n+2));

x[6]=7; x[7]=8;