Содержание

• Содержание
• Массивы
  • Описание массива
    • Нумерация
    • Описание переменных размерностей
  • Обращение к компонентам массива
  • Задание массива константой
• Примечания

Массивы

Теперь мы приступаем к изучению массива — наиболее широко используемого структурированного типа данных, предназначенного для хранения нескольких однотипных элементов.

Описание массива

Для того, чтобы задать массив, необходимо в разделе описания переменных (var) указать его размеры и тип его компонент.

Общий вид описания (одномерного) массива:

Чаще всего это трактуется так:

array[<левая_граница> .. <правая_граница>] of <тип_компонент>;

Например, одномерный (линейный) массив, состоящий не более, чем из 10 целых чисел, можно описать следующим образом:

Нумерация

Нумерация компонент массива не обязана начинаться с 1 или с 0 — вы можете описывать массив, пронумерованный любыми целыми числами. Необходимо лишь, чтобы номер последней компоненты был больше, чем номер первой:

Собственно говоря, нумеровать компоненты массива можно не только целыми числами. Любой порядковый тип данных (перечислимый, интервальный, символьный, логический, а также произвольный тип, созданный на их основе) имеет право выступать в роли нумератора. Таким образом, допустимы следующие описания массивов:

type Char2 = 'a', 'c' .. 'z';    { отсутствует символ «b» }

var a1 : array [Char] of Integer;  { 256 компонент }
    a2 : array [Char2] of Integer; { 25 целых компонент }
    a3 : array [ShortInt] of Real; { 256 вещественных компонент }

Общий размер массива не должен превосходить 65 520 байт. Следовательно, попытка задать массив a4 : array[Integer] of Byte; не увенчается успехом, поскольку тип Integer покрывает 65 536 различных элементов. А про тип LongInt в данном случае лучше и вовсе не вспоминать.

Тип компонент массива может быть любым:

var a4 : array[10 .. 20] of Real; — массив из компонент простого типа

a5 : array[0 .. 100] of Record1; — массив из записей²

a6 : array[-10 .. 10] of ^String; — массив из указателей³ на строки

a7 : array[-1 .. 1] of Text; — массив из файловых переменных⁴

a8 : array[1 .. 100] of array[1 .. 100] of Char; — двумерный массив (массив векторов)

Для краткости и удобства многомерные массивы можно описывать и более простым способом:

var a9 : array[1 .. 10, 1 .. 20] of Real; — двумерный массив 10 х 20

a10 : array[Boolean, -1 .. 1, Char, -10 .. 10] of Word; — четырёхмерный массив 2 х 3 х 256 х 21

Общее ограничение на размер массива — не более 65 520 байт — сохраняется и для многомерных массивов. Количество компонент многомерного массива вычисляется как произведение всех его «измерений». Таким образом, в массиве а9 содержится 200 компонент, а в массиве а10 — 32 256 компонент.

Описание переменных размерностей

Если ваша программа должна обрабатывать матрицы⁵ переменных размерностей (скажем, N по горизонтали и М по вертикали), то вы столкнётесь с проблемой изначального задания массива, ведь в разделе type не допускается использование переменных. Следовательно, самый логичный, казалось бы, вариант

придётся отбросить.

Если на этапе написания программы ничего нельзя сказать о предполагаемом размере входных данных, то не остаётся ничего другого, как воспользоваться техникой динамически распределяемой памяти (см. лекцию 10).

Предположим, однако, что вам известны максимальные границы, в которые могут попасть индексы обрабатываемого массива. Скажем, N и М заведомо не могут превосходить 100. Тогда можно выделить место под наибольший возможный массив, а реально работать только с малой его частью:

Обращение к компонентам массива

Массивы относятся к структурам прямого доступа. Это означает, что возможно напрямую (не перебирая предварительно все предшествующие компоненты) обратиться к любой интересующей нас компоненте массива.

Доступ к компонентам линейного массива осуществляется так⁶:

<имя_массива>[<индекс_компоненты>]

а многомерного — так:

<имя_массива>[<индекс>, ... ,<индекс>]

Правила употребления индексов при обращении к компонентам массива таковы:

1. Индекс компоненты может быть константой, переменной или выражением, куда входят операции и вызовы функций.
2. Тип каждого индекса должен быть совместим с типом, объявленным в описании массива именно для соответствующего «измерения»; менять индексы местами нельзя.
3. Количество индексов не должно превышать количество «измерений» массива. Попытка обратиться к линейному массиву как к многомерному обязательно вызовет ошибку. А вот обратная ситуация вполне возможна: например, если вы описали N-мерный массив, то его можно воспринимать как линейный массив, состоящий из (N-1)–мерных массивов.

Примеры использования компонент массива:

Задание массива константой

Для того чтобы не вводить массивы вручную во время отладки программы (особенно, если они имеют большую размерность), можно пользоваться не только файлами⁷. Существует и более простой способ, когда входные данные задаются прямо в тексте программы при помощи типизированных констант.

Если массив линейный (вектор), то начальные значения для компонент этого вектора задаются через запятую, а сам вектор заключается в круглые скобки.

Многомерный массив также можно рассматривать как линейный, предполагая, что его компонентами служат другие массивы. Таким образом, для системы вложенных векторов действует то же правило задания типизированной константы: каждый вектор ограничивается снаружи круглыми скобками.

Исключение составляют только массивы, компонентами которых являются величины типа Char. Такие массивы можно задавать проще: строкой⁸ символов.

Примеры задания массивов типизированными константами:

type mass = array[1 .. 3, 1 .. 2] of Byte;

const a : array[-1 .. 1] of Byte = (0, 0, 0); {линейный}

b : mass = ((1, 2), (3, 4), (5, 6)); {двумерный}

s: array[0 .. 9] of Char = '0123456789';

Замечание: Невозможно задать неименованную или нетипизированную константу, относящуюся к типу данных array.

Примечания

1. ^ Напоминаем, что квадратная скобка является обязательным элементом синтаксиса.
2. ^ См. лекцию 7.
3. ^ См. лекцию 10.
4. ^ См. лекцию 6.
5. ^ Матрица — двумерная таблица, состоящая из чисел.
6. ^ Квадратные скобки являются обязательным элементом синтаксиса.
7. ^ См. лекцию 6
8. ^ См. лекцию 5.