Многомерные массивы

Сущность понятия «массив»

Если необходимо решить задачу, связанную с обработкой больших информационных объёмов данных одного типа, с применением различных неотсортированных переменных, то непременно образуется большое число проблем при программной реализации процесса решения. Для облегчения программной реализации алгоритма решения поставленной задачи в языках программирования применяются объекты, именуемые массивами.

Массивом является определённая зона памяти, которая содержит набор однотипных объектов и обладает своим именем.

Массив можно охарактеризовать следующими составляющими:

1. Элементы массива. Это значения, которые хранятся в отведённых им ячейках памяти из зоны массива.
2. Адрес массива, то есть адрес его начального компонента.
3. Имя массива. Оно является идентификационным признаком, позволяющим выполнить обращение к любому элементу массива.
4. Число элементов массива или его длина.
5. Объёмом элементов является число байтов, которое отводится под один элемент массива.
6. Размером массива является число байтов, занимаемое в памяти всеми элементами массива. То есть, длиной массива является размер элемента помноженный на их количество.

Все элементы массива обладают следующим набором параметров:

1. Адрес элемента, то есть адрес первой ячейки памяти, где располагается данный элемент.
2. Индексом элемента является его номер в массиве.
3. Величина или значение элемента, то есть его содержимое.

Многомерные массивы

Массивы, с точки зрения их размерности, могут быть одномерными, двумерными и многомерными. Многомерным массивом является такой массив, который обладает более чем одним индексом. Многомерный массив может быть представлен как набор элементов, распределённых по некоторому количеству координат. То есть, массив — это поименованная группа информационных однотипных данных, хранящихся в последовательно расположенных ячейках памяти. В каждой ячейке памяти хранится один компонент массива.

Разные массивы могут иметь различные типы, сохранённой в них информации. Например, один массив может иметь данные, являющиеся числами типа integer, а другой массив заполнен тоже числовыми данными, но типа real. Индексы элементов массива являются, обычно, целыми числами, но это могут быть и символы или иные типы данных. То есть, индексом может иметь тип, определяющий дискретный комплект значений, при этом все эти значения могут быть сосчитаны в порядке очерёдности.

Индексацию можно осуществлять при помощи констант и переменных, а также с помощью формул, результат расчёта по которым выдаст значение необходимого типа. Когда индекс массива может иметь все допустимые значения заданного типа, то при описании массива возможно задание имени типа, а не границы допускаемых величин индекса. В таком случае индексными границами будут считаться первое и последнее значения описанного типа индекса. Помимо этого, границы индексации могут задаваться при помощи заранее заданных констант.

Частным случаем многомерного массива является двумерный массив. Двумерный массив может быть представлен графически, например, так:

Рисунок 1. Двумерный массив, который обладает размерностью три на пять.Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Когда в программе, к примеру, на языке Си, объявляется многомерный массив, то необходимо задавать в квадратных скобках размеры для каждого направления. Рассмотрим пример, где требуется объявить двумерный массив, размерностью восемь на восемь (кстати, это размер игрового поля шахматной и шашечной доски, разбитой на восемь строк и восемь столбцов):

int checkers[8][8]; // задание двумерного массива

Данный массив может быть использован для записи партии при игре в шахматы или шашки. Для получения доступа к элементам двумерного массива, необходимо использовать два индекса, которые будут указывать номера строки и столбца. Правила приведённого выше примера могут быть использованы и для массивов других размеров, условно говоря до N. Но необходимо заметить, что массивы, имеющие даже четыре индекса, уже довольно непросто отобразить в формате графики.

Для задания фактических значений компонентам массива, нужно исполнить следующие действия:

1. // первому элементу массива присваивается величина семь
2. myArray[0] = 7;

Рассмотрим пример задания конкретного значения элементу двумерного массива:

1. // этот элемент массива получает значение 12
2. myArray[1][2] = 12; 

В данном примере осуществлено присвоение значения двенадцать нужному элементу двумерного массива myArray, расположенному на второй строке и в третьем столбце. Графически массив может быть представлен следующим образом:

Рисунок 2. Массив. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Необходимо напомнить, что номера расположения элементов в строках и столбцах отсчитываются от нуля. То есть, начальный элемент имеет нулевой индекс, и поэтому в приведённом примере номера индексов меньше на единицу, чем номера координат. И следует помнить, что нельзя выполнить ввод информации за последним элементом массива. К примеру, если массив состоит из двенадцати элементов, то запрещено пытаться присвоить какое-либо значение элементу, который имеет номер двенадцать, поскольку последний элемент в этом массиве имеет индекс одиннадцать. А элемент, который имеет индекс двенадцать, просто отсутствует. Но если пользователь, тем не менее, будет пытаться это действие исполнить, то возможны последствия, которые невозможно предсказать. Это могут быть даже помехи в функционировании других программ. Но, обычно, в операционных системах присутствует функция, которая выполняет блокировку неправильных операций такого плана.