Многомерные статические массивы

 

Если четыре причины возможных неприятностей

заранее устранены, то всегда найдется пятая.

Из законов Мэрфи.

 

Каждый элемент массива, в свою очередь, может являться массивом. Это позволяет создавать двумерные таблицы (матрицы), трехмерные (представьте себе прямоугольный параллелепипед), а также массивы с большим числом измерений. Зачем может понадобиться четырехмерный массив, который и представить-то сложно? Вот пример: в комнате в точках с координатами x,y,z меряется температура t. Тогда данные о температуре легче всего представить в виде четырехмерного массива [x,y,z,t].

Чаще всего встречаются двумерные массивы. Для их описания в операторе TYPE указывают не одну, а две размерности:

 

TYPE TA=ARRAY[1..10, 1..5] OF REAL;

 

В таком массиве всего 10´5=50 элементов, а для обращения к любому из них нужно указывать два индекса: a[i, j].

К сожалению, во многих книгах по программированию усиленно муссируется вопрос про "строки" и "столбцы" двумерного массива. На самом деле никаких строк и столбцов в памяти компьютера не возникает, массив любой размерности хранится линейно. Соответственно и вопрос "а что указывать первым – число строк или столбцов?" – лишен смысла. Вы можете для удобства считать, что первым индексом является номер строки, а вторым – номер столбца, или наоборот – это ни на что не повлияет.

Для обработки двумерных массивов нужны вложенные циклы. Один цикл находится внутри другого и при каждой итерации внешнего цикла внутренний цикл пробегает все заданные значения. Рассмотрим пример заполнения двумерного массива случайными числами и нахождения среднего арифметического его элементов:

 

CONST MaxX=10, MaxY=20;

TYPE TA=ARRAY[1..MaxX, 1..MaxY] OF REAL;

VAR a:TA; i, j: BYTE; s:REAL;

 

BEGIN

s:=0;

FOR i:=1 TO MaxX DO

FOR j:=1 TO MaxY DO

BEGIN

a[i,j]:=random;

s:=s+a[i,j]

END;

s:=s/(MaxX*MaxY);

Label1.Caption:=

'Максимальный элемент равен '+FloatToStrF(max,ffFixed,10,4);

 

 

Ввод-вывод массивов

 

Лифт ломается чаще, чем лестница.

Из законов Мэрфи

Ввод с клавиатуры

 

Чаще всего массив нужно не заполнять случайными значениями, а вводить с клавиатуры или считывать из файла. Для ввода значений пользователем удобнее всего использовать компонент TStringGrid , находящийся на закладке Additional. Он представляет собой таблицу с произвольно задаваемым числом столбцов и строк, в каждую ячейку которой можно вводить и выводить данные (Рис. 5).

 

Рис. 5 – Компонент TStringGrid.

 

Основными свойствами компонента TStringGrid являются:

ColCount – общее число столбцов, включая фиксированные;

RowCount – общее число строк, включая фиксированные;

DefaultColWidth – ширина каждого столбца в пикселах:

DefaultRowHeight – высота каждой строки в пикселах;

FixedCols, FixedRows – число фиксированных столбцов и строк соответственно. Фиксированные столбцы и строки выделены цветом (она задается в свойстве FixedColor) и остаются на месте при прокрутке содержимого таблицы, поэтому в них очень удобно задавать заголовки столбцов и строк;

ScrollBars – управляет отображением полос прокрутки. Возможные значения: ssNone (нет), ssHorizontal (только горизонтальная полоска), ssVertical(только вертикальная полоска), ssBoth (обе полоски);

GridLineWidth – задает толщину линий сетки в пикселах.

Свойство Options представляет собой множество значений, управляющих работой TStringGrid. Среди этих значений:

goFixedVertLine – отображать вертикальные линии для фиксированных ячеек таблицы;

goFixedHorzLine– отображать горизонтальные линии для фиксированных ячеек таблицы;

goVertLine - отображать вертикальные линии для обычных ячеек таблицы;

goHorzLine- отображать горизонтальные линии для обычных ячеек таблицы;

goRangeSelect – возможность выделения диапазона ячеек, если отключен ввод данных в ячейки с клавиатуры;

goDrawFocusSelected – выделение редактируемой ячейки цветом;

goRowSizing – возможность изменения высоты строк пользователем;

goColSizing – возможность изменения ширины столбцов пользователем;

goRowMoving – возможность изменения порядка следования обычных строк при перетягивании их мышкой;

goColMoving - возможность изменения порядка следования обычных столбцов при перетягивании их мышкой;

goEditing – возможность ввода значений в ячейки таблицы пользователем с клавиатуры;

goTabs – клавиша Tab обеспечивает переход от ячейки к ячейке;

goRowSelect – выделение не отдельной ячейки, а целой строки;

goAlwaysShowEditor – постоянно включен режим редактирования содержимого ячеек и отображается текстовый курсор;

goThumbTracking – содержимое таблицы перерисовывается "на ходу", в процессе перетаскивания линеек прокрутки.

Для доступа из программы к содержимому каждой ячейки применяется массив Cells[столбец, строка]. Нумерация строк и столбцов ведется с нуля! Данные в ячейках хранятся как текст (тип данных String), поэтому при работе с числами необходимо выполнять преобразование.

Организуем ввод с клавиатуры двумерного массива вещественных чисел 4´5 элементов и найдем его максимальный элемент. Положим на форму компонент TStringGrid и установим его свойства следующим образом:

 

ColCount=4;

RowCount=5;

DefaultColWidth=50;

DefaultRowHeight=50;

FixedCols=0;

FixedRows=0;

ScrollBars=ssNone;

Options=[goEditing, goDrawFocusSelected]

 

Кстати, число строк и колонок можно задавать и программным путем, тем самым меняя размер таблицы на ходу. Поместим на форму кнопку, компонент Label и в обработчике ее нажатия запишем следующий код:

 

VAR i,j:BYTE;

max:REAL;

 

begin

WITH StringGrid1 DO

BEGIN

max:=StrToFloat(Cells[1,1]);

FOR i:=1 TO ColCount-1 DO

FOR j:=1 TO RowCount-1 DO

IF StrToFloat(Cells[i,j])>max THEN

max:=StrToFloat(Cells[i,j]);

Label1.Caption:='Max='+FloatToStrF(max,ffFixed,10,4)

END

end;

Как видно, нет необходимости копировать введенные числа в статический массив – можно напрямую работать с массивом Cells.

В приведенном примере для простоты отсутствует защита от ввода неверных значений. В реальной программе, разумеется, надо ставить оператор TRY…EXCEPT.

Для вывода информации в виде массива нужно просто присваивать значения элементам массива Cells. Например, так можно заполнить заголовки (ячейки фиксированной строки). Строка

 

StringGrid1.Cells[0,0]:='Длина, мм';

 

занесет значение "Длина, мм" в левую верхнюю ячейку таблицы.