Инициализация многомерных массивов может проводиться по аналогии с одномерными массивами. Например:
int A[2][3][2]={ 1, 2, 3, 4, 5};
Инициализируются первые 5 элементов по их расположению в оперативной памяти, т.е. элементы с индексами: 000, 001, 010, 011, 020
Но удобнее использовать вложенные фигурные скобки, при этом самая левая размерность может не указываться, а определяться по умолчанию:
int B[][5]={{ 1, 2, 3}, { 6, 7}, { 1, 2, 3, 4, 5 }};
В примере создается массив размерности 3 × 5 (аналог матрицы 3 × 5, при этом в первой строке инициализируются 3 элемента, во второй – 2 элемента, в третьей – все 5 элементов).
Динамические многомерные массивы
По аналогии с одномерными массивами многомерные массивы могут создаваться динамически. Рассмотрим пример создания двухмерного массива n × m (матрица n × m), при этом значения n и m заранее неизвестны – вводятся с клавиатуры. В примере создается матрица n × m, заполняется случайными числами, выводится на печать, в конце программы память освобождается.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void main()
{
int **p; // Указатель на указатель может быть использован для выделения памяти под
// 2-х мерный массив динамически
int n, m; // Заранее неизвестные размерности массива
int i, j; // Индексные переменные
printf_s("n="); scanf_s("%d", &n); // Ввод с клавиатуры числа строк матрицы
printf_s("m="); scanf_s("%d", &m); // Ввод с клавиатуры числа столбцов матрицы
p = malloc(n*sizeof(int *)); // Выделяем память под массив указателей только в Си
// p=(int **)malloc(n*sizeof(int *)); В Си++ требуется преобразование типа
// Выделяем память для каждого указателя в массиве указателей
for (i = 0; i<n; i++) p[i] = malloc(m*sizeof(int)); // Только в Си
// for(i=0; i<n; i++) p[i]=(int *)malloc(m*sizeof(int)); В Си++ требуется преобразование типа
// Заполняем массив (матрицу) случайными числами и печатаем его
for (i = 0; i<n; i++)
{
for (j = 0; j<m; j++)
{
p[i][j] = rand() % 100; // Получаем псевдослучайное целое число
printf_s("%d ", p[i][j]);
}
printf_s("\n"); // После печать строки матрицы переход на новую строчку
}
// Освобождаем память, порядок освобождения обратен порядку выделения
for (i = 0; i<n; i++) free(p[i]); // Освобождаем память для строк матрицы
free(p);// освобождаем память для массива указателей
system("pause");
}
Задачи и порядок выполнения работы
Лабораторная работа состоит из двух частей: одномерные массивы и многомерные массивы. Студент выполняет обе части.
В первой части исходные массивы необходимо формировать с помощью генератора случайных чисел, число элементов массива вводится с клавиатуры. Сформированный массив (массивы) необходимо вывести на экран, необходимо также вывести результат работы программы. Используя массив небольшой размерности провести контрольный расчет вручную. При изменении массивов (сортировка, запись в обратном порядке и др.) новый массив не создавать.
Во второй части работы используются двухмерные массивы (матрицы). Матрицы также формируются с помощью генератора случайных чисел, размерности матриц вводятся с клавиатуры. Исходные данные и результаты работы вывести на печать. Для исходных данных небольшой размерность провести ручной расчет для контроля результатов. При изменении матриц (сортировка строки, запись строки в обратном порядке, транспонирование матрицы и др.) новые массивы (матрицы) не создавать.
Примеры выполнения работы
Пример 1
Условие задачи:
Задан одномерный массив вещественных чисел. Написать программу, которая "переворачивает" массив, т. е. меняет местами его первый и последний элементы, второй и предпоследний и т. д.
Для решения задачи в среде Microsoft Visual Studio 2013 было создано стандартное консольное приложение (проект типа Win32 Console Application) с установленным свойством «пустой проект» (Empty project). В проект добавлен файл с расширением .cpp, исходный код которого приведен ниже.
Листинг программы с комментариями:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void main()
{
double *pMas; // Указатель на массив
int n; // Заранее неизвестная размерность массива
// Вводим размерность массива с клавиатуры
printf_s("n=");
scanf_s("%d", &n);
// Выделяем память динамически
pMas = (double *)malloc(n*sizeof(double));
// Заполняем массив случайными числами в интервале [0, 100)
// и печатаем число
for (int i = 0; i<n; i++)
{
pMas[i] = rand() % 100;
printf("%f ", pMas[i]);
}
// Переворачиваем массив
for (int i = 0; i<n / 2; i++)
{
// Меняем 2 элемента местами, используя буферную переменную
double buf = pMas[i];
pMas[i] = pMas[n - 1 - i];
pMas[n - 1 - i] = buf;
}
// Печатаем полученный массив
printf("\n");
for (int i = 0; i<n; i++)
printf("%f ", pMas[i]);
// Освобождаем память
free(pMas);
// Останавливаем программу, ждем нажатия любой клавиши
system("pause");// Останавливаем программу, ждем нажатия любой клавиши
}
Пример 2
Условие задачи:
«Улитка». Матрицу M(m, n) заполнить натуральными числами от 1 до m x n по спирали, начинающейся в левом верхнем углу и закрученной по часовой стрелке.
Для решения задачи в среде Microsoft Visual Studio 2013 было создано стандартное консольное приложение (проект типа Win32 Console Application) с установленным свойством «пустой проект» (Empty project). В проект добавлен файл с расширением .cpp, исходный код которого приведен ниже.
Листинг программы с комментариями:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
int **pMatr;
int n, m;
printf_s("n="); scanf_s("%d", &n);
printf_s("m="); scanf_s("%d", &m);
pMatr = (int **)malloc(n*sizeof(int *));
for (int i = 0; i<n; i++)
pMatr[i] = (int *)malloc(m*sizeof(int));
int i = 0, j = 0, // Текущие координаты улитки
minx = 0, maxx = m - 1, miny = 0, maxy = n - 1; // Границы поля движения
int step = 1; // Шаг перехода (может быть 1 или -1)
bool flag = true; // Направление движения
// улитки true - горизонтальное false - вертикальное
for (int k = 0; k<n*m; k++)
{
pMatr[i][j] = k + 1;
if (flag)
{
if (step>0) if (j<maxx) j++;
else {
miny++;
flag = false;
i++;
}
else
if (j>minx) j--;
else {
maxy--;
flag = false;
i--;
}
}
else // Движение было вертикальное
if (step>0) if (i<maxy) i++;
else {
maxx--;
flag = true;
step = -1;
j--;
}
else
if (i>miny) i--;
else {
minx++;
flag = true;
step = 1;
j++;
}
}
for (int i = 0; i<n; i++)
{
for (int j = 0; j<m; j++)
printf_s("%4d", pMatr[i][j]);
printf_s ("\n");
}
// Освобождаем память
for (int i = 0; i<n; i++) free(pMatr[i]);
free(pMatr);
system("pause");// Останавливаем программу, ждем нажатия любой клавиши
return 0;
}
