Массивы. До сих пор рассматривались переменные, имеющие только одно значение, которые могли содержать в себе только одну величину определенного типа

 

До сих пор рассматривались переменные, имеющие только одно значение, которые могли содержать в себе только одну величину определенного типа. Исключением являлись лишь строковые переменные, представляющие собой совокупность данных символьного типа, но и при этом о строке говорилось, как об отдельной величине.

По своей сути компьютер предназначен для облегчения работы человека с большими информационными объемами. Как, используя только переменные известных Вам типов, сохранить в памяти и обработать данные, содержащие десятки тысяч чисел или строк? Можно создать столько переменных, сколько содержится данных, даже занести в них значения, но текст такой программы будет гигантской величины, а сколько времени потребуется для его составления? Естественно, об этом задумывались и авторы языков программирования. Поэтому во всех существующих языках имеются типы переменных, отвечающие за хранение больших массивов данных. В Pascal они так и называются: «массивы».

Массив - упорядоченная последовательность данных одного типа, объединенных под одним именем.

Под это определение подходит множество объектов из реального мира: словарь (последовательность слов), мультфильм (последовательность картинок) и т.д. Проще всего представить себе массив в виде таблицы, где каждая величина находится в собственной ячейке. Положение ячейки в таблице должно однозначно определяться набором координат (индексов). Самой простой является линейная таблица, в которой для точного указания на элемент данных достаточно знания только одного числа (индекса). Именно на базе линейных массивов строятся более сложные структуры.

Описание типа линейного массива таково: Type < Имя типа> =Array [< Диапазон индексов> ] Of < Тип элементов>;

В качестве индексов выступают переменные любых порядковых типов. При указании диапазона начальный индекс не должен превышать конечный. Тип элементов массива может быть любым.

Описать переменную-массив можно без предварительного описания типа в разделе описания переменных:
Var < Переменная-массив>: Array [< Диапазон индексов> ] Of < Тип элементов>;

Например:
Var

S, BB: Array [1..40] Of Real;
N: Array ['A'..'Z'] Of Integer;
R: Array [-20..20] Of Word;
T: Array [1..40] Of Real;

Теперь переменные S, BB и T представляют собой массивы из сорока вещественных чисел; массив N имеет индексы символьного типа и целочисленные элементы; массив R может хранить в себе 41 число типа Word.

Присваивание - единственное действие, которое возможно произвести с массивом целиком.

Для данного примера описания впоследствии допустима следующая запись: S: =BB;

Однако присваивать можно только массивы одинаковых типов. Даже массиву T присвоить массив S нельзя, хотя, казалось бы, их описания совпадают, произведены они в различных записях раздела описания.

Никаких других операций с массивами целиком произвести невозможно, но с элементами массивов можно работать точно так же, как с простыми переменными соответствующего типа. Обращение к отдельному элементу массива производится при помощи указания имени всего массива и в квадратных скобках - индекса конкретного элемента.

Например: R[10] - элемент массива R с индексом 10.

Фундаментальное отличие компонента массива от простой переменной состоит в том, что для элемента массива в квадратных скобках может стоять не только непосредственное значение индекса, но и выражение, приводящее к значению индексного типа, т.е. реализуется косвенная адресация:
BB[15] - прямая адресация;
BB[K] - косвенная адресация через переменную K, значение которой использовано как индекс элемента массива BB.

Организация работы с такой структурой данных, как массив, позволяет использовать цикл для заполнения, обработки и распечатки его содержимого. Форма организации данных уже встречалась в строковых переменных, т.к. переменные String очень близки по своим свойствам массивам Char.

Отличия в следующем: строковые переменные можно было вводить с клавиатуры и распечатывать на экране (с обычным массивом это не проходит); длина строковой переменной была ограничена 255 символами (255B), а для размера массива критическим объемом информации является 64 kB.

Рассмотрим несколько примеров заполнения массивов и вывода их содержимого на экран. В них использованы числовые типы компонент.

Пример 9: Иллюстрация возможности непосредственного обращения к каждому элементу массива отдельно.

Program M1;
Var

A: Array [1..20] Of Integer;
Begin

A[1]: =7; {Заполняем массив значениями (отдельно каждый компонент)}
A[2]: =32;
A[3]: =-70;
....... {Трудоемкая задача? }
A[20]: =56;
Writeln(A[1], A[2], A[3],?, A[20])

End.

Пример 10: Ввод с клавиатуры 20 целых чисел и их печать в обратном порядке.

Program M2;
Var

A: Array [1..20] Of Integer;
I: Integer;

Begin

For I: =1 To 20 Do {Организуем цикл с параметром I по всем возможным значениям индексов}
Readln(A[I]); {Вводим A[I] с клавиатуры}
For I: =20 Downto 1 Do {Распечатываем массив в обратном порядке}
Write(A[I], 'VVV')

End.

Подобная программа, но без использования структуры массива в несколько раз длиннее. Именно поэтому введение в Pascal цикла с параметром было обусловлено необходимостью обработки информационных последовательностей (массивов).

Пример 11: Заполнение массива значениями квадратов индексов элементов:

Program M3;
Const
N=50; {N содержит количество элементов массива}
Var

A: Array [1..N] Of Integer;
I: Integer;

Begin

For I: =1 To N Do
A[I]: =I*I
For I: =1 To N Do
Write(A[I], 'VVV')

End.

Для учебных целей часто необходимо использовать массивы, заданные с помощью генератора случайных чисел.

В Pascal случайные числа формирует функция Random.Числа получаются дробными, равномерно расположенными в интервале от 0 до 1. Выражение, дающее целое случайное число в интервале [-50, 50], выглядит так: Trunc(Random*101)-50.

Пример 12: Задать и напечатать случайный массив из сорока целых чисел:

Program M4;
Const
N=40; {Константа N будет содержать количество элементов массива}
Var

A: Array [1..N] Of Integer;
I: Integer;

Begin

For I: =1 To N Do
Begin

A[I]: = Trunc(Random*101)-50
Write(A[I], 'VVV')

End

End.