Задачи: Двумерные массивы C++
Чтобы приступить к решению задач, предложенных в этой статье, вам необходимо знать что такое двумерные (многомерные) массивы . Задачи расположены от простой к сложной. Так что, если вы новичок в программировании, начинайте с первой, чтобы лучше разобраться с остальными.
1. Объявить двумерный массив, заполнить целыми числами и показать на экран.
Как видите, заполняется двумерный массив достаточно просто. Для этого используйте вложенные циклы. Счетчик внешнего цикла перебирает номера строк массива, а счетчик вложенного проходит по элементам этой строки чисел – по столбцам.
Кстати немного изменив задачу, можно нарисовать таблицу умножения в консольном окне.
Функция setw() используется в коде для форматирования вывода на экран данных – строка 19. Она устанавливает ширину поля для отображения элемента расположенного после неё. Например без применения этой функции ( cout << ourMatrix [ rowNum — 1 ] [ columnNum — 1 ] ; ) вывод на экран двумерного массива мог бы быть таким:
Но нам бы хотелось всё таки увидеть матрицу в виде таблицы – с одинаковыми отступами между столбцами. Применив setw() в потоке вывода и передав в неё число 4, мы указали, что для каждого следующего элемента надо установить ширину поля в четыре символа: cout << setw ( 4 ) << ourMatrix [ rowNum — 1 ] [ columnNum — 1 ] ;
Заполнение двумерного массива n*n C++
Необходимо создать двумерный массив размерностью n*n, и заполнить его значениями.Дан пример того, как этот массив будет выглядеть.
Код прилагаю ниже, пока массив заполняется нулями:
Ну воспользуйтесь симметрией.
вот и все заполнение.
Вот что мне пришло в голову, надеюсь вам это поможет
Дизайн сайта / логотип © 2023 Stack Exchange Inc; пользовательские материалы лицензированы в соответствии с CC BY-SA . rev 2023.3.11.43304
Нажимая «Принять все файлы cookie» вы соглашаетесь, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.
Name already in use
OAP / articles / t3l1_3.md
- Go to file T
- Go to line L
- Copy path
- Copy permalink
- Open with Desktop
- View raw
- Copy raw contents Copy raw contents
Copy raw contents
Copy raw contents
Массив представляет собой совокупность переменных одного типа с общим для обращения к ним именем. В C# массивы могут быть как одномерными, так и многомерными. Массивы служат самым разным целям, поскольку они предоставляют удобные средства для объединения связанных вместе переменных.
Массивами в C# можно пользоваться практически так же, как и в других языках программирования. Тем не менее у них имеется одна особенность: они реализованы в виде объектов.
Для тoго чтобы воспользоваться массивом в программе, требуется двухэтапная процедура, поскольку в C# массивы реализованы в виде объектов. Во-первых, необходимо объявить переменную, которая может обращаться к массиву. Например, команда int[] ArrayOfInteger объявляет переменную с именем ArrayOfInteger с типом int[] — одномерный массив целых чисел. И во-вторых, нужно создать экземпляр массива, используя оператор new.
Следует иметь в виду, что если массив только объявляется, но явно не инициализируется, каждый его элемент будет установлен в значение, принятое по умолчанию для соответствующего типа данных (например, элементы массива типа bool будут устанавливаться в false, а элементы массива типа int — в 0).
Помимо заполнения массива элемент за элементом (как показано в предыдущем примере), можно также заполнять его с использованием специального синтаксиса инициализации массивов. Для этого необходимо перечислить включаемые в массив элементы в фигурных скобках < >. Такой синтаксис удобен при создании массива известного размера, когда нужно быстро задать его начальные значения:
Обратите внимание, что в случае применения синтаксиса с фигурными скобками размер массива указывать не требуется (как видно на примере создания переменной myArr), поскольку этот размер автоматически вычисляется на основе количества элементов внутри фигурных скобок. Кроме того, применять ключевое слово new не обязательно (как при создании массива info).
Неявно типизированные массивы
Ключевое слово var позволяет определить переменную так, чтобы лежащий в ее основе тип выводился компилятором. Аналогичным образом можно также определять неявно типизированные локальные массивы. С использованием такого подхода можно определить новую переменную массива без указания типа элементов, содержащихся в массиве. Давайте рассмотрим пример:
Разумеется, как и при создании массива с использованием явного синтаксиса C#, элементы, указываемые в списке инициализации массива, должны обязательно иметь один и тот же базовый тип (т.е. должны все быть int, string или MyCar).
Определение массива объектов
В большинстве случаев при определении массива тип элемента, содержащегося в массиве, указывается явно. Хотя на первый взгляд это выглядит довольно понятно, существует одна важная особенность. В основе каждого типа в системе типов .NET (в том числе фундаментальных типов данных) в конечном итоге лежит базовый класс System.Object. В результате получается, что в случае определения массива объектов находящиеся внутри него элементы могут представлять собой что угодно:
Реализация в C# массивов в виде объектов дает целый ряд преимуществ. Одно из них заключается в том, что с каждым массивом связано свойство Length, содержащее число элементов, из которых может состоять массив. Следовательно, у каждого массива имеется специальное свойство, позволяющее определить его длину.
Когда запрашивается длина многомерного массива, то возвращается общее число элементов, из которых может состоять массив. Благодаря наличию у массивов свойства Length операции с массивами во многих алгоритмах становятся более простыми, а значит, и более надежными. Давайте рассмотрим пример использования свойства Length:
Многомерным называется такой массив, который содержит два или более измерения, причем доступ к каждому элементу такого массива осуществляется с помощью определенной комбинации двух или более индексов. Многомерный массив индексируется двумя и более целыми числами.
Простейшей формой многомерного массива является двумерный массив. Местоположение любого элемента в двумерном массиве обозначается двумя индексами. Такой массив можно представить в виде таблицы, на строки которой указывает один индекс, а на столбцы — другой. Пример объявления и инициализации двумерного массива показан ниже:
Обратите особое внимание на способ объявления двумерного массива. Схематическое представление массива myArr показано ниже:
Если вам приходилось раньше программировать на С, С++ или Java, то будьте особенно внимательны, объявляя или организуя доступ к многомерным массивам в C#. В этих языках программирования размеры массива и индексы указываются в отдельных квадратных скобках, тогда как в C# они разделяются запятой.
Массивы трех и более измерений
В C# допускаются массивы трех и более измерений. Ниже приведена общая форма объявления многомерного массива:
Ниже приведен пример программы, использующей трехмерный массив:
Инициализация многомерных массивов
Для инициализации многомерного массива достаточно заключить в фигурные скобки список инициализаторов каждого его размера:
где val обозначает инициализирующее значение, а каждый внутренний блок — отдельный ряд. Первое значение в каждом ряду сохраняется на первой позиции в массиве, второе значение — на второй позиции и т.д. Обратите внимание на то, что блоки инициализаторов разделяются запятыми, а после завершающей эти блоки закрывающей фигурной скобки ставится точка с запятой.
Ниже в качестве примера приведена общая форма инициализации двумерного массива:
Ступенчатые (зубчатые) массивы
Двумерный массив можно представить в виде таблицы, в которой длина каждой строки остается неизменной по всему массиву. Но в C# можно также создавать специальный тип двумерного массива, называемый ступенчатым массивом. Ступенчатый массив представляет собой массив массивов, в котором длина каждого массива может быть разной. Следовательно, ступенчатый массив может быть использован для составления таблицы из строк разной длины.
Ступенчатые массивы объявляются с помощью ряда квадратных скобок, в которых указывается их размерность. Например, для объявления двумерного ступенчатого массива служит следующая общая форма:
где размер обозначает число строк в массиве. Память для самих строк распределяется индивидуально, и поэтому длина строк может быть разной.
Давайте рассмотрим пример использования ступенчатого массива:
Созданный массив в данном примере можно структурно представить в виде:
Теперь нетрудно понять, почему такие массивы называются ступенчатыми! После создания ступенчатого массива доступ к его элементам осуществляется по индексу, указываемому в отдельных квадратных скобках.
Ступенчатые массивы находят полезное применение не во всех, а лишь в некоторых случаях. Так, если требуется очень длинный двумерный массив, который заполняется не полностью, т.е. такой массив, в котором используются не все, а лишь отдельные его элементы, то для этой цели идеально подходит ступенчатый массив.
Применение свойства Length при обращении со ступенчатыми массивами
Особый случай представляет применение свойства Length при обращении со ступенчатыми массивами. В этом случае с помощью данного свойства можно получить длину каждого массива, составляющего ступенчатый массив. Давайте рассмотрим следующий пример:
Обратите особое внимание на то, как свойство Length используется в ступенчатом массиве myArr. Напомним, что двумерный ступенчатый массив представляет собой массив массивов. Следовательно, когда используется выражение myArr.Length то в нем определяется число массивов, хранящихся в массиве myArr (в данном случае — 3 массива). А для получения длины любого отдельного массива, составляющего ступенчатый массив, служит выражение myArr[0].Length.
Каждый создаваемый массив получает большую часть функциональности от класса System.Array. Общие члены этого класса позволяют работать с массивом с использованием полноценной объектной модели. Таким образом, методы и свойства, определенные в классе Array, можно использовать с любым массивом C#. Давайте разберем некоторые полезные особенности класса Array.
Класс Array является абстрактным, поэтому создать массив с использованием какого-либо конструктора нельзя. Однако вместо применения синтаксиса C# для создания экземпляров массивов также возможно создавать их с помощью статического метода CreateInstance(). Это исключительно удобно, когда заранее неизвестен тип элементов массива, поскольку тип можно передать методу CreateInstance() в параметре как объект Type:
Обратите внимание, что для установки значений в массив служит метод SetValue(), а для их чтения — метод GetValue().
Поскольку массивы — это ссылочные типы, присваивание переменной типа массива другой переменной создает две переменных, ссылающихся на один и тот же массив. Для копирования массивов предусмотрена реализация массивами интерфейса ICloneable. Метод Clone(), определенный в этом интерфейсе, создает неглубокую копию массива. Если элементы массива относятся к типу значений, то все они копируются, если массив содержит элементы ссылочных типов, то сами эти элементы не копируются, а копируются лишь ссылки на них.
Вместо метода Clone() можно также применять метод Array.Сору(), тоже создающий поверхностную копию. Но между Clone() и Сору() есть одно важное отличие: Clone() создает новый массив, а Сору() требует наличия существующего массива той же размерности с достаточным количеством элементов.
Сортировка и поиск
В классе Array реализован алгоритм быстрой сортировки (Quicksort) элементов массива. Метод Sort() требует от элементов реализации интерфейса IComparable. Простые типы, такие как System.String и System.Int32 , реализуют IComparable, так что можно сортировать элементы, относящиеся к этим типам.
C помощью разных вариантов метода Sort() можно отсортировать массив полностью или в заданных пределах либо отсортировать два массива, содержащих соответствующие пары «ключ-значение». После сортировки в массиве можно осуществить эффективный поиск, используя разные варианты метода BinarySearch().
Массивы в качестве параметров
Массивы могут передаваться в методы в качестве параметров, а также возвращаться из методов. Для возврата массива достаточно объявить массив как тип возврата. Наглядно это показано в следующем примере:
Результат работы данной программы:
Структура ArraySegment представляет сегмент массива. Эта структура может применяться, когда нужно вернуть или передать методу части массива. Вместо передачи в метод массива, смещения и счетчика в отдельных параметрах, можно передать единственный параметр ArraySegment. В этой структуре информация о сегменте (смещение и счетчик) заключена непосредственно в ее членах:
Важно отметить, что сегменты массива не копируют элементы исходного массива. Вместо этого через ArraySegment можно получить доступ к исходному массиву. Если изменяются элементы сегмента, то эти изменения будут видны в исходном массиве.
Работать с массивами не всегда удобно. Например, массив хранит фиксированное количество объектов, однако что делать если мы заранее не знаем, сколько нам потребуется объектов? В этом случае намного удобнее применять коллекции. Еще один плюс коллекций состоит в том, что некоторые из них реализует стандартные структуры данных, например, стек, очередь, словарь, которые могут пригодиться для решения различных специальных задач.
Большая часть классов коллекций содержится в пространствах имен System.Collections (простые необобщенные классы коллекций), System.Collections.Generic (обобщенные или типизированные классы коллекций) и System.Collections.Specialized (специальные классы коллекций). Также для обеспечения параллельного выполнения задач и многопоточного доступа применяются классы коллекций из пространства имен System.Collections.Concurrent .
Итак, класс ArrayList представляет коллекцию объектов. И если надо сохранить вместе разнотипные объекты — строки, числа и т.д., то данный класс как раз для этого подходит.
Основные методы класса:
int Add(object value) : добавляет в список объект value
void AddRange(ICollection col) : добавляет в список объекты коллекции col, которая представляет интерфейс ICollection — интерфейс, реализуемый коллекциями.
void Clear() : удаляет из списка все элементы
bool Contains(object value) : проверяет, содержится ли в списке объект value. Если содержится, возвращает true, иначе возвращает false
void CopyTo(Array array) : копирует текущий список в массив array.
ArrayList GetRange(int index, int count) : возвращает новый список ArrayList, который содержит count элементов текущего списка, начиная с индекса index
int IndexOf(object value) : возвращает индекс элемента value
void Insert(int index, object value) : добавляет в список по индексу index объект value
void InsertRange(int index, ICollection col) : добавляет в список начиная с индекса index коллекцию ICollection
int LastIndexOf(object value) : возвращает индекс последнего вхождения в списке объекта value
void Remove(object value) : удаляет из списка объект value
void RemoveAt(int index) : удаляет из списка элемент по индексу index
void RemoveRange(int index, int count) : удаляет из списка count элементов, начиная с индекса index
void Reverse() : переворачивает список
void SetRange(int index, ICollection col) : копирует в список элементы коллекции col, начиная с индекса index
void Sort() : сортирует коллекцию
Кроме того, с помощью свойства Count можно получить количество элементов в списке.
Посмотрим применение класса ArrayList на примере.
Во-первых, так как класс ArrayList находится в пространстве имен System.Collections, то подключаем его (using System.Collections;).
Вначале создаем объект коллекции через конструктор как объект любого другого класса: ArrayList list = new ArrayList(); . При необходимости мы могли бы так же, как и с массивами, выполнить начальную инициализацию коллекции, например, ArrayList list = new ArrayList()<1, 2, 5, "string", 7.7>;
Далее последовательно добавляем разные значения. Данный класс коллекции, как и большинство других коллекций, имеет два способа добавления: одиночного объекта через метод Add и набора объектов, например, массива или другой коллекции через метод AddRange
Через цикл foreach мы можем пройтись по всем объектам списка. И поскольку данная коллекция хранит разнородные объекты, а не только числа или строки, то в качестве типа перебираемых объектов выбран тип object: foreach (object o in list)
Многие коллекции, в том числе и ArrayList, реализуют удаление с помощью методов Remove/RemoveAt. В данном случае мы удаляем первый элемент, передавая в метод RemoveAt индекс удаляемого элемента.
В завершении мы опять же выводим элементы коллекции на экран только уже через цикл for. В данном случае с перебором коллекций дело обстоит также, как и с массивами. А число элементов коллекции мы можем получить через свойство Count
С помощью индекса мы можем получить элемент коллекции так же, как и в массивах: object firstObj = list[0];
Класс List из пространства имен System.Collections.Generic представляет простейший список однотипных объектов (в угловых скобках как раз записывается тип объектов).
Среди его методов можно выделить следующие:
void Add(T item) : добавление нового элемента в конец списка
void AddRange(ICollection collection) : добавление в список коллекции или массива
int BinarySearch(T item) : бинарный поиск элемента в списке. Если элемент найден, то метод возвращает индекс этого элемента в коллекции. При этом список должен быть отсортирован.
int IndexOf(T item) : возвращает индекс первого вхождения элемента в списке
void Insert(int index, T item) : вставляет элемент item в списке на позицию index
bool Remove(T item) : удаляет элемент item из списка, и если удаление прошло успешно, то возвращает true
void RemoveAt(int index) : удаление элемента по указанному индексу index
void Sort() : сортировка списка
Посмотрим реализацию списка на примере:
Здесь у нас создаются два списка: один для объектов типа int, а другой — для объектов Person. В первом случае мы выполняем начальную инициализацию списка: List<int> numbers = new List<int>() < 1, 2, 3, 45 >;
Во втором случае мы используем другой конструктор, в который передаем начальную емкость списка: List<Person> people = new List<Person>(3); . Указание начальной емкости списка (capacity) позволяет в будущем увеличить производительность и уменьшить издержки на выделение памяти при добавлении элементов. Также начальную емкость можно установить с помощью свойства Capacity, которое имеется у класса List.
Еще один распространенный тип коллекции представляют словари. Словарь хранит объекты, которые представляют пару ключ-значение. Каждый такой объект является объектом структуры KeyValuePair<TKey, TValue> . Благодаря свойствам Key и Value, которые есть у данной структуры, мы можем получить ключ и значение элемента в словаре.
Рассмотрим на примере использование словарей:
Класс словарей также, как и другие коллекции, предоставляет методы Add и Remove для добавления и удаления элементов. Только в случае словарей в метод Add передаются два параметра: ключ и значение. А метод Remove удаляет не по индексу, а по ключу.
Так как в нашем примере ключами является объекты типа int, а значениями — объекты типа string, то словарь в нашем случае будет хранить объекты KeyValuePair<int, string> . В цикле foreach мы их можем получить и извлечь из них ключ и значение.
Кроме того, мы можем получить отдельно коллекции ключей и значений словаря:
Здесь в качестве ключей выступают объекты типа char, а значениями — объекты Person. Используя свойство Keys, мы можем получить ключи словаря, а свойство Values соответственно хранит все значения в словаре.
Для добавления необязательно применять метод Add() , можно использовать сокращенный вариант:
Несмотря на то, что изначально в словаре нет ключа ‘a’ и соответствующего ему элемента, то он все равно будет установлен. Если же он есть, то элемент по ключу ‘a’ будет заменен на новый объект new Person()
Многомерные массивы
Помимо обычных массивов в C++ предоставляет возможность создавать и многомерные. Рассмотри на примере двумерного массива. Двумерный массив – объект данных T a[N][M] , который:
- Содержит N последовательно расположенных в памяти строк по M элементов типа T в каждой;
- В общем и целом инициализируется аналогично одномерным массивам;
- По характеристикам выравнивания идентичен объекту T a[N * M] , что сводит его двумерный характер к удобному умозрительному приему, упрощающему обсуждение и визуализацию порядка размещения данных
Массивы размерности больше двух считаются многомерными, при этом (N+1)-мерные массивы индуктивно определяются как линеаризованные массивы N-мерных массивов, для которых справедливо все сказанное об одно- и двумерных массивах.
Доступ к элементам в двумерном массиве
Для доступа ко всем элементам двумерного массива требуется два цикла: один для строк и один для столбцов. Поскольку доступ к двумерным массивам обычно выполняется по строкам, то левый индекс используется в качестве внешнего цикла:
Многомерные массивы и указатели
Для многомерных массивов справедлив ряд тождеств, отражающих эквивалентность соответствующих выражений языка С. Так для двумерного массива T a[N][M] справедливо:
- a == &a[0]; a + I == &a[i];
- *a == a[0] == &a[0][0];
- **a == *&a[0][0] == a[0][0];
- a[i][j] == *(*(a + i) + j);
Использование операции разыменования * не имеет каких-либо преимуществ перед доступом по индексу, и наоборот.
Двумерный массив
Проилюстрируем создание двумерного массива: 