Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- dydaktyka:cprog:2016:arrays [2016/01/30 08:19]
127.0.0.1 edycja zewnętrzna
+++ — (current)
@@ Line 1: / Line 1: @@
-====== Tablice ======
-Tablica to ciąg wartości tego samego typu (np. liczb) przechowywanych obok siebie.
-===== Tablice jednowymiarowe =====
-==== Deklarowanie ====
-Uogólniona deklaracja tablicy:
-<code>
-typ_danych nazwa_tablicy[liczba_elementow];
-</code>
-przy czym dostępne typy elementów są identyczne, jak dla "zwykłych" zmiennych (''int'', ''float'' itd.)
-Przykład:
-<code c>
-int tab[8]; // tablica osmiu wartosci typu calkowitego
-</code>
-==== Definiowanie ====
-Definicja tablicy polega na przypisaniu do tablicy podanej w nawiasach klamrowych listy wartości kolejnych elementów (rozdzielonych przecinkami).
-Przykład:
-<code c>
-int tab[4] = {3, 2, 5, 1};
-</code>
-W przypadku podania zbyt małej liczby wartości do inicjalizacji, pozostałe elementy tablicy otrzymują wartość 0.
-==== Dostęp do elementów ====
-Dostęp do poszczególnych elementów tablicy można uzyskać za pomocą indeksu elementu, będącego zawsze liczbą naturalną, umieszczonego w nawiasach kwadratowych.
-:!: W języku C indeksowanie zaczyna się od zera  -- czyli aby uzyskać wartość pierwszego elementu piszemy ''tab[0]''!
-Przykład:
-<code c>
-int tab[] = {1, 2, 3, 4};
-int elem = tab[2];  // przypisz zmiennej `elem` wartosc TRZECIEGO elementu tablicy `tab`
-</code>
-==== Zadania ====
-=== Zadanie SUM1D ===
-Stwórz jednowymiarową tablicę wartości zmiennoprzecinkowych zainicjalizowaną wybranymi przez siebie wartościami, a następnie oblicz sumę jej elementów.
-//Wskazówka: Skorzystaj z pętli ''for''.//
-=== Zadanie MAX1D ===
-Napisz program, który wyznaczy największą wartość w jednowymiarowej tablicy liczb całkowitych.
-===== Jak wyświetlać tablicę? =====
-Cóż... Niestety, język C nie pozwala na wyświetlanie tablicy jedną instrukcję. \\
-Tablicę trzeba wyświetlać element po elemencie.
-Podobnie w przypadku, gdy to użytkownik ma podawać wartości elementów tablicy, trzeba to zrobić element po elemencie (najlepiej -- w pętli!).
-===== Jak "elastycznie" określać rozmiar tablicy? =====
-Standard ANSI C __nie pozwala__ na używanie zmiennych bądź stałych do określania rozmiaru tablicy podczas deklaracji:
-<code c>
-int n = 3;
-int tab[n];  // blad
-</code>
-<code c>
-const int n = 3;
-int tab[n];  // blad
-</code>
-:!: Oznacza to więc, że **nie ma możliwości utworzenia (__statycznie__) tablicy o rozmiarze zadanym przez użytkownika**! -- Nie pobieraj od użytkownika rozmiaru tablicy.\\
-Można to zrobić korzystając z dynamicznej alokacji pamięci, ale to temat na jedno z ostatnich laboratoriów...
-Z pomocą przychodzą //stałe symboliczne//.
-Stałą symboliczną tworzy się z użyciem //derektywy preprocesora// ''#define'', na przykład:
-<code c>
-#define N   3
-</code>
-Preprocesor to program uruchamiany przed właściwą kompilacją (stąd jego nazwa: __pre__procesor), a zajmuje się on m.in. dołączaniem plików nagłówkowych (poprzez znaną Ci derektywę ''#include''). Derektywa ''#define'' mówi "zamień w __tekście__ programu ciąg znaków po lewej stronie na ciąg znaków po prawej stronie". W tym przypadku -- ciąg znaków ''N'' na ciąg znaków ''3''. \\
-Zatem po tym, jak preprocesor skończy swoją robotę, kod
-<code c>
-#define N   3
-...
-int tab[N];
-</code>
-wygląda następująco (to widzi kompilator):
-<code c>
-int tab[3];
-</code>
-Preprocesor działa więc momentami jak cenzor, którzy przed dostarczeniem listu do adresata zmienia to i owo -- coś wykreśla, coś dodaje... ;-)
-Derektywy ''#define'' umieszcza się na początku kodu programu, zaraz pod derektywami ''#include''.
-Można tworzyć wiele stałych symbolicznych -- każdą w osobnej linii programu:
-<code c>
-#define R   3
-#define C   3
-</code>
-(to będzie przydatne przy tworzeniu tablic wielowymiarowych)
-:!: Stosuj stałe symboliczne wszędzie tam, gdzie normalnie powinien występować rozmiar tablicy (tj. dany jej wymiar) -- w deklaracjach, w pętlach ''for'' itd.
-===== Dlaczego nie należy wychodzić poza zakres tablicy? =====
-W poniższym przykładzie mimo, że tablica składa się z trzech elementów (a więc poprawne indeksy to 0, 1 i 2), możemy odwołać się do elementów spoza zakresu -- ani kompilator nie zgłosi błędów, ani (w tym przypadku) nie wystąpi błąd podczas wykonania programu:
-<code c>
-#include <stdio.h>
-int main()
-{
-    int tab[3] = {1, 2, 3};
-    printf("%d\n", tab[-1]);
-    printf("%d\n", tab[3]);
-    return 0;
-}
-</code>
-Tyle, że... wartości ''tab[-1]'' i ''tab[3]'' zawierają "śmieci". W dodatku ta pamięć nie należy już do zmiennej ''tab''. \\
-W ogólnym przypadku odwoływanie się do nie-swojej pamięci może spowodować błąd działania programu.
-===== Tablice wielowymiarowe =====
-==== Deklarowanie ====
-Uogólniona deklaracja tablicy wielowymiarowej:
-<code>
-typ_danych nazwa_tablicy[rozmiar_1][rozmiar_2]...[rozmiar_n];
-</code>
-na przykładzie dwuwymiarowym:
-<code>
-typ_danych nazwa_tablicy[ilosc_wierszy][ilosc_kolumn];
-</code>
-Przykład:
-<code c>
-int tab[8][3]; // tablica o osmiu wierszach i trzech kolumnach, wartosci typu calkowitego
-</code>
-Komputer przechowuje w pamięci taką tablicę dwuwymiarową liniowo, jako kilka następujących po sobie tablic jednowymiarowych.
-==== Definiowanie ====
-Tablicę wielowymiarową można zdefiniować na dwa sposoby:
-  * używając "zagnieżdżonych" klamer (pierwszy zestaw -> piewszy rząd, drugi zestaw -> drugi rząd itd.)
-  * stosując "płaską" definicją -- wszystkie wartości znajdują się w jednych klamrach, przypisywane są do kolejnych elementów wierszami (najpierw całkowicie zapełniany jest pierwszy wiersz, potem drugi itd.)
-Przykład sposobu z "zagnieżdżaniem" klamer:
-<code c>
-int tab[2][3] = {
-        {3, 2, 6},
-        {5, 1, 9}
-    };
-</code>
-Przykład sposobu "płaskiego":
-<code c>
-int tab[2][3] = {3, 2, 6, 5, 1, 9};  // zdecydowanie mniej czytelne,
-                                     // w miare mozliwosci unikac!
-</code>
-==== Dostęp do elementów ====
-Podobnie jak w przypadku tablicy jednowymiarowej, dostęp uzyskuje się przez podanie w nawiasach kwadratowych numerów pozycji dla kolejnych wymiarów. \\
-Dla przypadku dwuwymiarowego, podaje się najpierw numer wiersza, a potem numer kolumny.
-Przykład:
-<code c>
-int tab[3][2];
-tab[2][0] = 5;  // przypisz wartosc elementowi w 3. wierszu w 1. kolumnie
-</code>
-Poniższy rysunek pomoże Ci załapać tę zasadę:\\
-{{:dydaktyka:cprog:2015:2d-array_indexing.png?nolink|}}
-==== Zadania ====
-=== Zadanie SUM2D ===
-Zadeklaruj tablicę dwuwymiarową $A_{N \times M}$. Przypisz do każdego z jej elementów $a(i,j)$ wartość $i + 2 \cdot j$, gdzie $i$ -- numer wiersza, a $j$ -- numer kolumny. Oblicz sumę elementów leżących w co drugim wierszu, zaczynając od pierwszego wiersza.
-//Wskazówka 1: Użyj zagnieżdżonych pętli ''for'' zarówno do inicjalizacji elementów tablicy, jak i do obliczenia sumy elementów.// \\
-//Wskazówka 2: Zastosuj osobny zestaw pętli dla inicjalizacji i osobny dla sumowania.//
-===== Tablice bezwymiarowe =====
-Kompilator C może automatycznie obliczyć rozmiar tablicy, jeśli tablica zostanie zadeklarowana jako bezwymiarowa (czyli programista nie poda ilości elementów tablicy).
-Jeśli kompilator napotka, przykładowo, zapis
-<code c>int tab[] = {1,2,3};
-</code>
-to utworzy tablicę na tyle dużą, by pomieścić wszystkie te elementy.
-:!: Kompilator jest w stanie obliczyć tylko jeden wymiar tablicy -- pierwszy od lewej. Pozostałe wymiary muszą zostać podane:
-<code c>
-int tab[][2] = {{1,2}, {3,4}, {5,6}};  // OK
-int tab[][] = {{1,2}, {3,4}};  // blad
-</code>
-===== Operator "sizeof" =====
-Operator ''sizeof'' zwraca rozmiar operandu (w bajtach). Używa się go podobnie do wywołania funkcji, przy czym argumentem może być nazwa zmiennej lub typ danych:
-<code c>
-int s = sizeof(char);  // wartosc `s` to 1, bo tyle wynosi rozmiar typu 'char'
-int s2 = sizeof(s);  // wartosc `s2` to (prawdopodobnie) 4
-</code>
-Operator ten można wykorzystać, aby otrzymać ilość elementów tablicy:
-<code c>
-int tab[5];
-int ilosc_elementow = sizeof(tab) / sizeof(int);
-</code>
-===== Łańcuchy znaków =====
-Język C nie posiada specjalnego typu łańcuchowego. Zamiast tego, łańcuchy przechowywane są w tablicach elementów typu ''char''. Kolejne znaki, z których składa się łańcuch, znajdują się w kolejnych komórkach pamięci, a na ich końcu znajduje się **znak zerowy** (//null character//).
-Znak zerowy nie jest cyfrą zero, tylko znakiem niedrukowanym o kodzie ASCII równym 0. Łańcuchy w języku C są przechowywane razem z tym znakiem. Oznacza to, że tablica musi mieć długość przynajmniej o jedną komórkę większą niż długość zapisanego w niej łańcucha. \\
-Literał znaku zerowego to ''%%'\0'%%''.
-Przykład -- łańcuch znaków ''%%"Hello"%%'': \\
-{{:dydaktyka:cprog:2015:string.png?nolink|}}
-:!: Znaki cudzysłowu nie są częścią łańcucha. Informują one jedynie kompilator, że to, co znajduje się pomiędzy nimi, jest łańcuchem -- podobnie jak apostrofy sygnalizują stałą znakową.
-==== Wyświetlanie i wczytywanie ====
-Do wyświetlania łańcuchów znaków służy specyfikator konwersji ''%s'':
-<code c>
-printf("Miasto: %s\n", "Krakow");
-</code>
-Do wczytywania łańcuchów znaków najwygodniej wykorzystać funkcję [[http://www.cplusplus.com/reference/cstdio/gets/?kw=gets|gets()]], która odczytuje znaki do momentu napotkania znaku końca linii (ENTER) i zapisuje je jako łańcuch w tablicy znaków -- sam znak końca linii nie jest kopiowany. Funkcja automatycznie dołącza do wczytanych znaków znak zerowy, tworząc tym samym łańcuch znaków.
-<code c>
-char imie[15];
-printf("Podaj swoje imie: ");
-gets(imie);
-</code>
-Oczywiście możesz też użyć funkcji ''scanf()'' ze specyfikatorem konwersji ''%s'':
-<code c>
-char imie[15];
-printf("Podaj swoje imie: ");
-scanf("%s", imie);  // `imie` to tablica, a nazwa tablicy to rownoczesnie ADRES jej
-                    // pierwszego elementu - nie trzeba zatem dodawac '&' przed nazwa tablicy
-</code>
-:!: Pamiętaj, żeby wczytywać znaki do wystarczająco dużej tablicy (aby zmieściły się wszystkie znaki i jeszcze znak zerowy)!
-==== Przydatne funkcje ====
-Do badania długości łańcucha znaków -- czyli ilości znaków faktycznie tworzących łańcuch, z pominięciem znaku zerowego -- służy funkcja [[http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strlen/?kw=strlen|strlen()]]. \\
-Zwróć uwagę, że ''sizeof'' i ''strlen'' zwracają różne wartości dla tablicy przechowującej łańcuch znaków, gdyż łańcuch może nie zajmować całej tablicy (uruchom poniższy program):
-<code c>
-#include <stdio.h>
-#include <stdlib.h>
-#include <string.h>
-int main ()
-{
-    char str[10] = "ABC"; // lancuch zajmuje 4 elementy tablicy
-    printf("sizeof = %d , strlen = %d\n", sizeof(str), strlen(str));
-    return 0;
-}
-</code>
-Aby określić typ znaku (np. czy dany znak jest cyfrą) warto skorzystać z biblioteki [[http://www.cplusplus.com/reference/cctype/|ctype.h]].
-==== Zadania ====
-=== Zadanie IDL ===
-Napisz program, który pobiera imię i nazwisko użytkownika (używając jednego wywołania funkcji ''scanf()''), a następnie wyświetla: w pierwszym wierszu imię i nazwisko, a w drugim liczbę liter w imieniu oraz liczbę liter w nazwisku.
-Na przykład:
-<code c>
-Podaj imie i nazwisko: Jan Nowak
-Jan Nowak
-5
-</code>
-//Wskazówka: Przechowuj imię i nazwisko w osobnych tablicach.//
-===== Przydatne operatory arytmetyczne =====
-==== Arytmetyczne operatory przypisania ====
-Język C udostępnia //arytmetyczne operatory przypisania// ''<op>='' (gdzie ''<op>'' oznacza operator arytmetyczny: ''+'', ''-'', ''*'', ''/'' bądź ''%''): instrukcja ''x <op>= y;'' jest równoważna ''x = x <op> (y);''
-Przykład:
-<code c>
-int a = 5;
-int b = 2;
-a *= 3;      // nowa wartosc `a` to 5 * 3 = 15
-b *= 3 + 1;  // nowa wartosc `b` to 2 * (3 + 1) = 8
-</code>
-==== Inkrementacja i dekrementacja ====
-Operatory inkrementacji (''++'') i dekrementacji (''%%--%%'') powodują odpowiednio zwiększenie bądź zmniejszenie wartości zmiennej o 1.
-Są one dostępne w dwóch trybach:
-  * przedrostkowym (//pre-incrementation//) -- najpierw następuje zwiększenie wartości zmiennej, potem dalsze operacje na zwiększonej wartości; np. ''++i''
-  * przyrostkowym (//post-incrementation//) -- najpierw wykonywane są operacje (na pierwotnej wartości), a dopiero potem następuje zwiększenie wartości zmiennej; np. ''i++''
-Przykład:
-<code c>
-int a1 = 3;
-int a2 = 3;
-int b_pre = 2 * ++a1;  //po wykonaniu instrukcji: b_pre = 6, a1 = 3
-int b_post = 2 * a2++; //po wykonaniu instrukcji: b_post = 4, a2 = 3
-printf("a = %d, b_pre = %d, b_post = %d\n", b_pre, b_post);
-</code>
-:!: Zwróć uwagę na to, że np. ''i+1'' to nie to samo co ''i++'':
-<code c>
-int tab[3] = {1, 2, 3};
-int i = 0;
-printf("%d\n", tab[i++]);  // wypisz i-ty element ORAZ (nastepnie) zwieksz `i` o 1
-// teraz `i` wynosi 1
-printf("%d\n", tab[i+1]);  // wypisz (i+1)-wszy element (ale nie zmnieniaj wartosci `i`)
-// `i` nadal wynosi 1
-</code>
-Operatory inkrementacji i dekrementacji działają tylko dla zmiennych (a ściślej: dla modyfikowalnych l-wartości). Oznacza to, że instrukcja ''int a = 6++;'' jest błędna.
-Stosuj powyższe operatory ostrożnie -- zwiększają one zwięzłość kodu, lecz łatwo popełnić błąd w zapisie.
-==== "Co za dużo to niezdrowo!" ====
-Nie łącz zbyt wielu operatorów w jednym wyrażeniu, nie rób "optymalizacji" długości kodu kosztem czytelności -- w ten sposób unikniesz wielu błędów. W szczególności:
-  * Nie stosuj operatora inkrementacji lub dekrementacji do zmiennej, która jest częścią więcej niż jednego argumentu funkcji.
-  * Nie stosuj operatora inkrementacji lub dekrementacji do zmiennej, która w wyrażeniu pojawia się więcej niż jeden raz.
-Na przykład po wykonaniu kodu
-<code c>
-int n = 3;
-int y = n++ + n++;
-</code>
-''y'' może mieć albo wartość ''6'' -- jeśli kompilator dwukrotnie użyje starej wartości -- albo wartość ''7'' (''3 + 4''), jeśli zwiększenie nastąpi przed obliczeniem sumy. Standard języka C nie narzuca jednego słusznego sposobu obliczania takiego wyrażenia.
-===== Zadania podsumowujące =====
-==== Fotoszop ====
-([size=10]poziom trudności:[/size] {{stars>2/4}} / {{stars>3/4}})
-Wykonaj zadania w ramach polecenia [[dydaktyka:cprog:2015:photoshop#cwiczenia|Rozmycie obrazu]].
-==== Zadanie REV ====
-([size=10]poziom trudności:[/size] {{stars>2/4}})
-Napisz program, który odwróci kolejność elementów tablicy "w miejscu", czyli bez deklarowania __tablicy__ pomocniczej. \\
-Przykład: ''{1, 4, 3}'' → ''{3, 4, 1}''.
-//Wskazówka: Stosowanie "zwykłej" zmiennej pomocniczej jest dozwolone!//

Joanna Jaworek-Korjakowska

User Tools

Site Tools

Differences

Page Tools