А теперь поговорим о процедурах.
Замечание (это важно!) Параметром процедуры может быть любая переменная предопределенного типа, это означает, что для передачи в процедуру массива в качестве параметра, тип его должен быть описан заранее. Например :
Type
Matrix=array [1..10, 1..10] of integer;
..............................
procedure primer (a: matrix);
..............................
Вернемся теперь к нашим процедурам.
Процедура ввода матрицы называется vvod , параметром процедуры является матрица, причем она должна быть, как результат, передана в основную программу, следовательно, параметр должен передаваться по ссылке.
Тогда заголовок нашей процедуры будет выглядеть так:
Procedure vvod ( var m : matrix );
Для реализации вложенных циклов в процедуре нам потребуются локальные переменные-счетчики, например, k и h . Алгоритм заполнения матрицы уже обсуждался, поэтому не будем его повторять.
Процедура вывода матрицы на экран называется print , параметром процедуры является матрица, но в этом случае она является входным параметром, следовательно, передается по значению. Заголовок этой процедуры будет выглядеть следующим образом:
Procedure print ( m : matrix );
И вновь для реализации вложенных циклов внутри процедуры нам потребуются счетчики, пусть они называются так же – k и h . Алгоритм вывода матрицы на экран был описан выше, воспользуемся этим описанием.
Пример программы двумерного массива Паскаля
Program proizvedenie;
Type
Matrix=array [1..10, 1..10] of integer;
Var
A: matrix;
N, m, i, j: byte;
P: integer;
Procedure vvod (var m: matrix);
Var k , h : byte ;
Begin
For i :=1 to n do {переменная n для процедуры является глобальной, а значит «известной»}
For j :=1 to m do {переменная m для процедуры является глобальной, а значит «известной»}
M[i,j]:= random(10);
End;
Procedure print (m: matrix);
Var k, h: byte;
Begin
For i:=1 to n do
begin
For j:=1 to m do
Write (M[i, j]: 4);
Writeln;
end ;
End ;
Begin {начало основной программы}
Writeln (‘Введите размерность матрицы:’);
Readln(N, M);
Vvod(a);
14
Print(a);
P:=1;
For i:=1 to N do
For j:=1 to M do
If a[i, j]<>0 then p:=p*a[i, j];
Writeln ( p );
End .
Методы доступа к элементам массивов
В языке СИ между указателями и массивами существует тесная связь. Например, когда объявляется массив в виде int array[25], то этим определяется не только выделение памяти для двадцати пяти элементов массива, но и для указателя с именем array, значение которого равно адресу первого по счету (нулевого) элемента массива, т.е. сам массив остается безымянным, а доступ к элементам массива осуществляется через указатель с именем array. С точки зрения синтаксиса языка указатель arrey является константой, значение которой можно использовать в выражениях, но изменить это значение нельзя.
Поскольку имя массива является указателем допустимо, например, такое присваивание:
int array[25];
int *ptr;
ptr=array;
Здесь указатель ptr устанавливается на адрес первого элемента масcива, причем присваивание ptr=arrey можно записать в эквивалентной форме ptr=&arrey[0].
Для доступа к элементам массива существует два различных способа. Первый способ связан с использованием обычных индексных выражений в квадратных скобках, например, array[16]=3 или array[i+2]=7. При таком способе доступа записываются два выражения, причем второе выражение заключается в квадратные скобки. Одно из этих выражений должно быть указателем, а второе - выражением целого типа. Последовательность записи этих выражений может быть любой, но в квадратных скобках записывается выражение следующее вторым. Поэтому записи array[16] и 16[array] будут эквивалентными и обозначают элемент массива с номером шестнадцать. Указатель используемый в индексном выражении не обязательно должен быть константой, указывающей на какой-либо массив, это может быть и переменная. В частности после выполнения присваивания ptr=array доступ к шестнадцатому элементу массива можно получить с помощью указателя ptr в форме ptr[16] или 16[ptr].
Второй способ доступа к элементам массива связан с использованием адресных выражений и операции разадресации в форме *(array+16)=3 или *(array+i+2)=7. При таком способе доступа адресное выражение равное адресу шестнадцатого элемента массива тоже может быть записано разными способами *(array+16) или *(16+array).
При реализации на компьютере первый способ приводится ко второму, т.е. индексное выражение преобразуется к адресному.
15
Для приведенных примеров array[16] и 16[array] преобразуются в *(array+16).
Для доступа к начальному элементу массива (т.е. к элементу с нулевым индексом) можно использовать просто значение указателя array или ptr. Любое из присваиваний
*array = 2;
array[0] = 2;
*(array+0) = 2;
*ptr = 2;
ptr[0] = 2;
*(ptr+0) = 2;
присваивает начальному элементу массива значение 2, но быстрее всего выполнятся присваивания *array=2 и *ptr=2, так как в них не требуется выполнять операции сложения.
Указатели на многомерные массивы
Указатели на многомерные массивы в языке СИ - это массивы массивов, т.е. такие массивы, элементами которых являются массивы. При объявлении таких массивов в памяти компьютера создается несколько различных объектов. Например при выполнении объявления двумерного массива int arr2[4][3] в памяти выделяется участок для хранения значения переменной arr, которая является указателем на массив из четырех указателей. Для этого массива из четырех указателей тоже выделяется память. Каждый из этих четырех указателей содержит адрес массива из трех элементов типа int, и, следовательно, в памяти компьютера выделяется четыре участка для хранения четырех массивов чисел типа int, каждый из которых состоит из трех элементов. Такое выделение памяти показано на схеме на arr
Распределение памяти для двумерного массива.
| arr[0] а | arr[0][0] | arr[0][1] | arr[0][2] |
| arr[1] а | arr[1][0] | arr[1][1] | arr[1][2] |
| arr[2] а | arr[2][0] | arr[2][2] | arr[2][1] |
| arr[3] а | arr[3][0] | arr[3][1] | arr[3][2] |
Таким образом, объявление arr2[4][3] порождает в программе три разных объекта: указатель с идентификатором arr, безымянный массив из четырех указателей и безымянный массив из двенадцати чисел типа int. Для доступа к безымянным массивам используются адресные выражения с указателем arr. Доступ к элементам массива указателей осуществляется с указанием одного индексного выражения в форме arr2[2] или *(arr2+2). Для доступа к элементам двумерного массива чисел типа int должны быть использованы два индексных выражения в форме arr2[1][2] или эквивалентных ей *(*(arr2+1)+2) и (*(arr2+1))[2]. Следует учитывать, что с точки зрения синтаксиса языка СИ указатель arr и указатели arr[0], arr[1], arr[2], arr[3] являются константами и их значения нельзя изменять во время выполнения программы.
Размещение трехмерного массива происходит аналогично и объявление float arr3[3][4][5] порождает в программе кроме самого трехмерного массива из шестидесяти чисел типа float массив из четырех указателей на тип float, массив из трех указателей на массив указателей на float, и указатель на массив массивов указателей на float.
При размещении элементов многомерных массивов они располагаются в памяти подряд по строкам, т.е. быстрее всего изменяется последний индекс, а медленнее - первый. Такой порядок дает возможность обращаться к любому элементу многомерного массива, используя адрес его начального элемента и только одно индексное выражение.
Например, обращение к элементу arr2[1][2] можно осуществить с помощью указателя ptr2, объявленного в форме int *ptr2=arr2[0] как обращение ptr2[1*4+2] (здесь 1 и 2 это индексы используемого элемента, а 4 это число элементов в строке) или как ptr2[6]. Заметим, что внешне похожее обращение arr2[6] выполнить невозможно так как указателя с индексом 6 не существует.
Для обращения к элементу arr3[2][3][4] из трехмерного массива тоже можнo использовать указатель, описанный как float *ptr3=arr3[0][0] с одним индексным выражением в форме ptr3[3*2+4*3+4] или ptr3[22].
Далее приведена функция, позволяющая найти минимальный элемент в трехмерном массиве. В функцию передается адрес начального элемента и размеры массива, возвращаемое значение - указатель на структуру, содержащую индексы минимального элемента.
struct INDEX { int i,
int j,
int k } min_index ;
struct INDEX * find_min (int *ptr1, int l, int m int n)
{ int min, i, j, k, ind;
min=*ptr1;
min_index.i=min_index.j=min_index.k=0;
for (i=0; i*(ptr1+ind)
{ min=*(ptr1+ind);
min_index.i=i;
min_index.j=j;
min_index.k=k;
}
}
return &min_index;
}
Операции с указателями
Над указателями можно выполнять унарные операции:инкремент и декремент. При выполнении операций ++ и -- значение указателя увеличивается или уменьшается на длину типа, на который ссылается используемый указатель.
Пример:
int *ptr, a[10];
ptr=&a[5];
ptr++; /* равно адресу элемента a[6] */
ptr--; /* равно адресу элемента a[5] */
В бинарных операциях сложения и вычитания могут участвовать указатель и величина типа int. При этом результатом операции будет указатель на исходный тип, а его значение будет на указанное число элементов больше или меньше исходного.
Пример:
int *ptr1, *ptr2, a[10];
int i=2;
ptr1=a+(i+4); /*равноадресуэлементаa[6] */
ptr2=ptr1-i; /* равно адресу элемента a[4] */
В операции вычитания могут участвовать два указателя на один и тот же тип. Результат такой операции имеет тип int и равен числу элементов исходного типа между уменьшаемым и вычитаемым, причем если первый адрес младше, то результат имеет отрицательное значение.
Пример:
int *ptr1, *ptr2, a[10];
int i;
ptr1=a+4;
ptr2=a+9;
i=ptr1-ptr2; /* равно 5 */
i=ptr2-ptr1; /* равно -5 */
Значения двух указателей на одинаковые типы можно сравнивать в операциях ==, !=, <, <=, >, >=при этом значения указателей рассматриваются просто как целые числа, а результат сравнения равен 0 (ложь) или 1 (истина).