Массивы. Виды массивов. Работа с массивами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа

по вычислению в дробях

Массивы. Виды массивов. Работа с массивами

Массивы в C# являются объектами, производными от базового класса System Array. Поэтому в отличие от других языков C и языка Pascal в C# происходит создание экземпляра класса, унаследованного от System Array. Отсюда следует, что массив представляет собой ссылочный объект, память ему отводится динамически в "куче".

Массив задает способ организации данных. Массивом называют упорядоченную совокупность элементов одного типа. Каждый элемент массива имеет индексы, определяющие порядок элементов. Число индексов характеризует размерность массива. Каждый индекс изменяется в некотором диапазоне [a, b]. В языке C#, как и во многих других языках, индексы задаются целочисленным типом. Диапазон [a, b] называется граничной парой, a - нижней границей, b - верхней границей индекса.

Объявление одномерного массива выглядит следующим образом:

Как и в случае объявления простых переменных, каждый объявитель может быть именем или именем с инициализацией.

В первом случае речь идет об отложенной инициализации. Нужно понимать, что при объявлении с отложенной инициализацией сам массив не формируется, а создается только ссылка на массив, имеющая неопределенное значение. Поэтому пока массив не будет реально создан и его элементы инициализированы, использовать его в вычислениях нельзя.

Варианты описания массива:

Примеры описаний:

Динамические массивы.

Во всех вышеприведенных примерах объявлялись статические массивы, поскольку нижняя граница равна нулю по определению, а верхняя всегда задавалась в этих примерах константой. Статические массивы скорее исключение, а на практике используются динамические массивы.

Чисто синтаксически нет существенной разницы в объявлении статических и динамических массивов. Выражение, задающее границу изменения индексов, в динамическом случае содержит переменные. Единственное требование - значения переменных должны быть определены в момент объявления. Это ограничение в C# выполняется, поскольку C# контролирует инициализацию переменных.

Рассмотрим пример, в котором описана работа с динамическим массивом:

Здесь размерность массива определяется пользователем.

Многомерные массивы. Очевидно, что одномерные массивы - это частный случай многомерных. Одномерные массивы позволяют задавать такие математические структуры, как векторы, двумерные - матрицы, трехмерные - кубы данных, массивы большей размерности - многомерные кубы данных. Размерность массива это характеристика типа. Синтаксически размерность массива задается за счет использования запятых. Вот как выглядит объявление многомерного массива в общем случае:

Число запятых, увеличенное на единицу, и задает размерность массива. Что касается объявителей, то все, что сказано для одномерных массивов, справедливо и для многомерных. Можно лишь отметить, что хотя явная инициализация с использованием многомерных константных массивов возможна, но применяется редко из-за громоздкости такой структуры. Проще инициализацию реализовать программно, но иногда она все же применяется:

Чаще всего в программах используются двумерные массивы. Варианты описания двумерного массива:

Примеры описаний (один пример на каждый вариант описания):

К элементу двумерного массива обращаются, указывая номера строки и столбца, на пересечении которых он расположен, например:

Ступенчатые массивы.

Еще одним видом массивов C# являются массивы массивов, называемые также ступенчатыми массивами (jagged arrays). Такой массив массивов можно рассматривать как одномерный массив, его элементы являются массивами, элементы которых, в свою очередь снова могут быть массивами, и так может продолжаться до некоторого уровня вложенности. Эти массивы могут применяться для представления деревьев, у которых узлы могут иметь произвольное число потомков. Таковым может быть, например, генеалогическое дерево.

Вершины первого уровня - Fathers, представляющие отцов, могут задаваться одномерным массивом, так что Fathers[i] - это i-й отец.

Вершины второго уровня представляются массивом массивов - Children, так что Children[i] - это массив детей i-го отца, а Children[i][j] - это j-й ребенок i-го отца. Для представления внуков понадобится третий уровень, так что GrandChildren [i][j][k] будет представлять к-го внука j-го ребенка i-го отца.

Есть некоторые особенности в объявлении и инициализации таких массивов. Если при объявлении типа многомерных массивов для указания размерности использовались запятые, то для изрезанных массивов применяется более ясная символика - совокупности пар квадратных скобок, например, int[][] задает массив, элементы которого - одномерные массивы элементов типа int.

Сложнее с созданием самих массивов и их инициализацией. Здесь нельзя вызвать конструктор new int[3][5], поскольку он не задает изрезанный массив. Фактически нужно вызывать конструктор для каждого массива на самом нижнем уровне. В этом и состоит сложность объявления таких массивов:

Массив jagger имеет всего два уровня. Можно считать, что у него три элемента, каждый из которых является массивом. Для каждого такого массива необходимо вызвать конструктор new, чтобы создать внутренний массив. В данном примере элементы внутренних массивов получают значение, будучи явно инициализированы константными массивами.

Оператор foreach.

Оператор foreach применяется для перебора элементов в специальным образом организованной группе данных. Массив является именно такой группой.

Удобство этого вида цикла заключается в том, что нам не требуется определять количество элементов в группе и выполнять их перебор по индексу: мы просто указываем на необходимость перебрать все элементы группы. Синтаксис оператора: foreach (тип имя in выражение).

Имя задает локальную по отношению к циклу переменную, которая будет по очереди принимать все значения из массива выражение (в качестве выражения чаще всего применяется имя массива или другой группы данных). В простом или составном операторе, представляющем собой тело цикла, выполняются действия с переменной цикла. Тип переменной должен соответствовать типу элемента массива.

Например, пусть задан массив:

Этот оператор выполняется так: на каждом проходе цикла очередной элемент массива присваивается переменной X и с ней производятся действия, записанные в теле цикла.

Случайные числа.

Для генерирования последовательного ряда случайных чисел служит класс Random.

Такие последовательности чисел оказываются полезными в самых разных ситуациях, включая имитационное моделирование. Начало последовательности случайных чисел определяется некоторым начальным числом, которое может задаваться автоматически или указываться явным образом.

В классе Random определяются два конструктора:

- public Random(); математический инициализация число

- public Random(int seed).

Первый конструктор создает объект типа Random, использующий системное время для определения начального числа. А во втором конструкторе используется начальное значение seed, задаваемое явным образом. Пример генерации случайного вещественного числа в диапазоне от 0 до 1:

Таблица - Методы класса Random:

Ниже приведена программа, в которой применение класса Random демонстрируется на примере создания компьютерного варианта пары игральных костей.

Компьютерный вариант пары игральных костей:

Размещено на Allbest.ru