Массивы в языке Си

Массив – сложный (составной) тип данных, представляющий собой последовательность (конечную) элементов одного типа. Число элементов массива называют его размером.
Каждый элемент массива определяется именем массива и порядковым номером – индексом. Индекс – целое число, по которому производится доступ к элементу массива.
Индексов может быть несколько. В этом случае массив называют многомерным, а количество индексов одного элемента массива является его размерностью.

Одномерные массивы
Объявление одномерного статического массива:
Тип Имя_Массива [ Размер ] = { Список значений };
Тип – базовый тип, или известный тип Пользователя; Размер – максимальное количество элементов (меньше можно использовать, больше – НЕТ).
Список значений может использоваться для инициа-лизации, а может и отсутствовать.
При объявлении массива можно использовать атрибуты «класс памяти» и const.
Размер массива задается только константой или константным выражением, т.к. размер массива вместе с его типом определяет объем выделяемой на этапе компиляции памяти (статический массив).
Для работы с массивами переменного размера – создание динамических массивов.

Примеры объявлений:
1) double a[20];
2) const int N = 20;
double a[N];
3) #define N 20 // Макроподстановка определить
. . .
double a[N];
4) объявления массива с инициализацией:
int a[5] = { 1, 2, 3 };
Если в группе {…} список значений короче, то оставшимся элементам присваивается 0.

Индексы массивов в языке Си начинаются с 0, т.е. в массиве
int а[5];
первый элемент: а[0], второй – а[1], …, пятый (последний) – а[4].
Обращение к элементу массива осуществляется с помощью операции индексации [ ] (квадратные скобки) :
Имя_Массива [ Индекс ]
Индекс – любе выражение целого типа, значение которого не выходят за указанный в объявлении Размер, например
a[3] = a[1] + 2; a[i + 1]++;

Внимание. В языке Си нет контроля выхода индексов за границы размера массивов. При необходимости такой механизм должен быть запрограммирован явно.
Массив – последовательность данных и поэтому большинство операций выполняются в цикле. Рассмотрим некоторые из них для массива а.
Имеем следующее объявление
int а[50], i, n;
50 – размер (максимальное количество, можно использовать меньше, но не больше), i – текущий индекс, n – размер.
Рассмотрим наиболее часто используемые участки работы наших программ.

1) Организация ввода исходных данных с клавиатуры с проверкой ошибочного ввода размера n :
cout << " Input n (<=50) ";
cin >> n;
if ( n < 0 || n > 50 ) {
cout << " Error ! " << endl;
getch();
return; Если void main() Или return 0; если int main(…)
}
for (i = 0; i < n; i++) {
cout << " a[ " << i+1 << " ] = " ;
cin >> a[i];
}

2) Заполнение массива a случайными числами в диапазоне [-10, 10] и вывод их на экран
а) в столбик:
for (i = 0; i < n; i++) {
a[i] = random(21) – 10;
cout << a[ i ] << endl ;
}
б) в строчку:
for (i = 0; i < n; i++) {
a[i] = random(21) – 10;
cout << setw(5) << a[ i ] ;
}
Функция random(m) генерирует случайные числа в диапазоне [ 0, m – 1 ];
функция rand() генерирует случайные числа в диапазоне [ 0, Max_Int – 1 ] (описаны в файле stdlib.h).

3) Поиск максимального элемента массива a :
а) по номеру (индекс максимального i_max):
int i_max = 0;
for (i = 1; i < n; i++)
if ( a[i] > a[i_max] ) i_max = i;
cout << " Max = " << a[i_max]
<< " Index = " << i_max << endl ;
б) по значению:
int max;
max = a[0];
for (i = 1; i < n; i++)
if ( a[i] > max ) max = a[i];
cout << " Max = " << max << endl ;

4) Сортировка ??? элементов массива a :
а) пузырек с перестановками (r – дополнительная переменная для перестановки элементов):
for (i = 0; i < n-1; i++)
for (j = i+1; j < n; j++)
if ( a[i] > a[j] ) {
r = a[i]; - Переставляем
a[i] = a[j]; элементы a[i]
a[j] = r; и a[j]
}
??? – Какая здесь сортировка: по возрастанию, или по убыванию?

б) пузырек с выбором и перестановкой (int i_v – допо-лнительная переменная для выбора индекса нужного элемента):
for (i = 0; i < n-1; i++) {
i_v = i;
for (j = i+1; j < n; j++)
if ( a[i_v] > a[j] )
i_v = j;
r = a[i]; - Переставляем
a[i] = a[i_v]; элементы a[i]
a[j_v] = r; и a[i_v]
}
Перед перестановкой еще можно поставить проверку
if(i_v != i) { Выполняем перестановку }

Рассмотрим некоторые примеры в помощь к выполнению индивидуальных заданий лабораторной работы № 5 (в одномерном int массиве из не более 10 элементов). Для решения задачи обязательно должен быть ввод массива с клавиатуры.
1. Найти сумму элементов, расположенных до первой ПЯТЕРКИ.
Рассмотрим возможные варианты значений массива:
а) 1 2 3 2 : Пятерки НЕТ!!!
б) 5 2 3 2 : Пятерка ПЕРВАЯ
в) 1 2 -3 5 : Сумма есть и = 0
В вариантах а) и б) НЕТ суммы.

Для проверки варианта а) можно использовать значение искомого индекса (обозначим его int i5), равного любому отрицательному значению, т.к. такого индекса в массиве не может быть!!!
Вариант решения:
int a[10], i, n, i5 = -2, и другие …;
. . .
for (i = 0; i < n; i++) - Поиск первой пятерки
if ( a[i] == 5 ) {
i5 = i; - Индекс найденной «5»
break; - Заканчиваем поиск (цикл)
}

if ( i_5 < 0 ) { - Вариант а)
cout << “ Not 5” << endl; - НЕТ «5»
return; - Заканчиваем программу
}
if ( i_5 == 0 ) { - Вариант б)
cout << “ First 5” << endl; - Первая «5»
return; - Заканчиваем программу
}
for(sum = i=0; i
sum += a[i];
cout << “Sum = “ << sum << endl;
. . .

2. Найти сумму элементов, расположенных после последней ПЯТЕРКИ.
Рассмотрим возможные варианты значений массива:
а) 1 2 3 2 : Пятерки НЕТ!!!
б) 1 2 3 5 : «5» ПОСЛЕДНЯЯ
в) 5 1 2 -3 : Сумма есть и = 0
В вариантах а) и б) НЕТ суммы.
Для проверки варианта а) используем значение искомого индекса (int i5), равного любому отрицательному значению, как в предыдущем случае.

Вариант решения (объявления те же):
. . .
for (i = n-1; i >= 0; i--) - Поиск последней пятерки выполняем в цикле начиная с конца массива
if ( a[i] == 5 ) {
i5 = i; - Индекс найденной «5»
break; - Заканчиваем поиск (цикл)
}

if ( i_5 < 0 ) { - Вариант а)
cout << “ Not 5” << endl; - НЕТ «5»
return; - Заканчиваем программу
}
if ( i_5 == n-1 ) { - Вариант б)
cout << “ End 5” << endl; - Последняя «5»
return; - Заканчиваем программу
}
for(sum = 0, i=i5+1; i
sum += a[i];
cout << “Sum = “ << sum << endl;
. . .

3. Найти сумму элементов, расположенных между первой и последней ПЯТЕРКАМИ.
Рассмотрим возможные варианты значений массива:
а) 1 2 3 2 : Пятерки НЕТ!!!
б) 1 2 3 5 : «5» ОДНА
в) 5 5 2 -3 : Пятерки РЯДОМ
г) 5 -7 7 5 : Сумма есть и = 0
В вариантах а), б) и в) НЕТ суммы.
Для проверки вариантов а) и б) используем значения искомых индексов (int i51 – индекс первой пятерки, i52 – индекс последней пятерки), равных любому отрицатель-ному значению (как в предыдущих примерах).

Вариант решения:
int a[10], i, n, i51 = -2, i52 = -2, и другие …;
. . .
Поиск первой пятерки выполняем как в примере 1:
for (i = 0; i < n; i++)
if ( a[i] == 5 ) {
i51 = i; - Индекс первой «5»
break; - Заканчиваем поиск (цикл)
}
if ( i51 < 0 ) { - Вариант а)
cout << “ Not 5” << endl; - НЕТ «5»
return; - Заканчиваем программу
}

Продолжаем, если нашли первую ПЯТЕРКУ, ищем последнюю пятерку, как в примере 2) до найденной i51:
for (i = n-1; i > i51; i--)
if ( a[i] == 5 ) {
i52 = i; - Индекс последней «5»
break; - Заканчиваем поиск (цикл)
}
if ( i_52 < 0 ) { - Вариант б)
cout << “ Оne 5” << endl; - ОДНА «5»
return; - Заканчиваем программу
}