Программирование

21

массива и является типом каждого элемента массива. Параметр размер определяет, сколько элементов содержит массив и может быть целым числом или целочисленной именованной константой, но не переменной.

У всех массивов первый элемент имеет индекс 0. Поэтому, если написать int p[10];, то будет объявлен массив целых чисел из 10 элементов, причем эти элементы адресуются индексом от 0 до 9.

Для доступа к элементу массива используется следующий синтаксис:

имя_массива[индекс]

Например, последнему элементу массива присвоим значение первого элемента: p[9]=p[0];

Для работы с массивами используются циклы. Следующий фрагмент программы вводит целочисленный массив с клавиатуры и выводит его на дисплей:

const int n=10;

int x[n]; /* резервирует место для 10 целочисленных элементов */ int i;

//ввод элементов массива for (i=0; i<n; i++)

{

cout<<RUS(“Введите “)<< i+1; cout<<RUS(“-й элемент массива: “); cin>>x[i];

}

//вывод массива на экран for (i=0; i<n; i++)

cout<< x[i]<<”\t”;

В языке С отсутствует проверка границ массивов. Можно выйти за один конец массива и записать значение в какую-либо переменную, не относящуюся к массиву, или даже в код программы. Работа по проверке границ массива возлагается на программиста.

Пример. В последовательности действительных чисел найти количество положительных элементов и обменять минимальный элемент с первым.

Для поиска количества положительных элементов используется следующий алгоритм: просматриваем поочередно все элементы и если элемент массива больше нуля, увеличить счетчик элементов на единицу.

Чтобы поменять местами минимальный и первый элемент массива, необходимо найти местоположения минимального элемента, то есть его индекс. Для этого необходимо провести следующие операции.

1 Задать начальные значения для индексов минимального элемента (например, равные нулю, но можно использовать любые другие значения индекса, не выходящие за границу массива).

2 Просмотреть массив, поочередно сравнивая каждый его элемент с ранее найденным минимумом. Если очередной элемент меньше ранее найденного минимума, принять этот элемент за новый минимум (т. е. запомнить его индекс).

Для обмена необходимо использовать дополнительную переменную. Процесс обмена проиллюстрируем на рисунке 1:

23

массив – это массив одномерных массивов. Двухмерный массив объявляется следующим образом:

тип имя_массива[размер1][размер2];

Следовательно, для объявления двухмерного массива целых чисел с размером 5 и 8 следует написать:

int d[5][8];

В противоположность другим языкам программирования, где размерности массива отделяются запятой, язык С++ помещает каждую размерность в отдельные скобки.

Для доступа к элементу многомерного массива указываются все его индексы, например, для доступа к элементу в третьей строке пятого столбца массива d следует использовать d[2][4] (не забываем, что в массивах индексация начинается с нуля).

В следующем примере вводится по строкам двухмерный массив и затем выводится построчно на экран:

#include <iostream.h> #include <windows.h> char buf[256];

char* RUS(const char* text)

{

CharToOem(text, buf); return buf;

}

main()

{

int i, j;

int num[3][4]; for (i=0; i<3; i++)

{

cout<<RUS("Введите элементы")<<i+1; cout<<RUS("строки: \n");

for (j=0; j<4; j++) cin>>num[i][j];

}

for (i=0; i<3; i++)

{

for (j=0; j<4; j++) cout<<num[i][j]<<"\t";

cout<<endl;

}

return 0;

}

Двухмерные массивы можно представить в виде матрицы, где первый индекс отвечает за строку, а второй – за столбец. Это означает, что правый индекс изменяется быстрее левого, если двигаться по массиву в порядке расположения элементов в памяти.

Пример. Написать программу, которая определяет в целочисленной матрице номер строки, содержащей наибольшее количество элементов, равных нулю.

25

cout<<RUS("Нулевых элементов нет.")<<endl; else

cout<<RUS("Номер строки с наибольшим количеством нулей: ")<<istr+1<<endl; return 0;

}

6 Функции

Функция — это именованная последовательность описаний и операторов, выполняющая какое-либо законченное действие.

Любая программа на C++ состоит из функций, одна из которых должна иметь имя main (с нее начинается выполнение программы). Функция начинает выполняться в момент вызова. Любая функция должна быть объявлена и определена. Объявление функции должно находиться в тексте раньше ее вызова для того, чтобы компилятор мог осуществить проверку правильности вызова.

Структура программы с использованием функций:

подключение библиотечных файлов(#include<>) объявление глобальных переменных и типов объявление функций

int main()

{

объявление локальных переменных

…

вызов функции

…

}

определение функции

Объявление функции (прототип, заголовок, сигнатура) задает ее имя, тип возвращаемого значения и список передаваемых параметров.

тип имя ([ список_параметров ]);

Определение функции содержит, кроме объявления, тело функции, представляющее собой последовательность операторов и описаний в фигурных скобках:

тип имя ([ список_параметров ])

{тело функции:

-объявление локальных переменных

-операторы

-return [выражение];

}

Рассмотрим составные части определения.

Тип возвращаемого функцией значения может быть любым. Если функция не должна возвращать значение, указывается тип void.

26

Список параметров определяет величины, которые требуется передать в функцию при ее вызове. Элементы списка параметров разделяются запятыми и для каждого параметра указывается его тип и имя. Функция также может не иметь параметров, тогда указываются просто пустые скобки ().

Оператор return служит для выхода из функции и возврата значения в точку вызова функции. Если функция описана как void, выражение не указывается. Выражение, указанное после return, преобразуется к типу возвращаемого функцией значения и передается в точку вызова.

Для вызова функции необходимо указать ее имя, и в круглых скобках через запятую передать ей набор аргументов в соответствии с параметрами, указанными в заголовке функции.

имя ( список аргументов);

Если тип возвращаемого функцией значения не void, она может входить в состав выражений или, в частном случае, располагаться в правой части оператора присваивания.

В определении, в объявлении и при вызове одной и той же функции типы и порядок следования параметров должны совпадать.

Параметры функции

Использование параметров является основным способом обмена информацией между вызываемой и вызывающей функциями. Параметры, перечисленные в заголовке описания функции, называются формальными, а записанные в операторе вызова функции — фактическими.

При вызове функции, в первую очередь, вычисляются выражения, стоящие на месте фактических параметров; затем выделяется память под формальные параметры функции в соответствии с их типом, и каждому из них присваивается значение соответствующего фактического параметра.

Существует два способа передачи параметров в функцию: по значению и по адресу.

Передача по значению

Синтаксис

- вызов функции:

имя_функции (имя_фактичекого_параметра);

- определение и объявление:

тип имя_функции (тип имя_формального_параметра); При передаче по значению в стек заносятся копии значений фактиче-

ских параметров, и операторы функции работают с этими копиями. Доступа к исходным значениям параметров у функции нет, и поэтому при изменении формальных параметров фактические параметры не изменяются.

Передача по адресу

Используется два синтаксиса:

1)с помощью ссылки

-вызов функции:

имя_функции(имя_фактического_параметра);

- определение и объявление функции:

27

тип имя_функции(тип &имя_формального_параметра); 2) с помощью указателя (переменная, которая хранит адрес области

памяти)

- вызов функции:

имя_функции (&имя_фактичекого_параметра);

- определение и объявление:

тип имя_функции (тип *имя_формального_параметра); При передаче по адресу в стек заносятся копии адресов фактических

параметров, а функция осуществляет доступ к ячейкам памяти по этим адресам, т. е. при изменении значений формальных параметров значения фактических параметров также изменяется. При передаче по адресу в качестве фактических параметров нельзя использовать выражения, а только имена переменных.

#include <iostream.h> void f(int , int* , int& ); int main()

{

int i = 1, j = 2, k= 3; cout <<"i j k\n";

cout << i <<"\t"<< j <<"\t"<< k <<endl; //1 2 3 f(i,&j,k);

//вывод результатов после вызова функции cout << i <<"\t"<< j <<"\t"<< k <<endl; //1 3 4 return 0;

}

void f(int a, int*b, int& c)

{

a++; (*b)++; c++;

}

Пример. Написать программу для вычисления

где n - факториал числа, n!=1 2 3Kn .

Вычисления факториала числа оформим в виде функции, в качестве параметра которой целое число, факториал которого необходимо вычислить. Результат выполнения функции – целое число, равное факториалу параметра. В основной программе три раза вызываем функции, для получения факториалов чисел n, m и n-m.

Текст программы:

#include <iostream.h> #include <windows.h> #include<math.h> char buf[256];

// объявление функций char* RUS(const char*); int fact(int );

29

t[i] = 20.*rand()/RAND_MAX-10; display (t,10);

cout<<"min="<<minim(t,10)<<endl;//вызов функции return 0;

}

//функция вывода на экран массива void display (float *a, int k)

{

int j;

for (j = 0; j < k; j++) cout<< a[j]<<'\t';

cout<<endl;

}

//функция поиска минимального элемента массива float minim (float *a, int k)

{

int i;

float min=a[0]; for(i=0;i<k;i++)

{

if(a[i]<min)

min=a[i];

}

return min;

}

Так как массив передается с использованием указателей, это обозначает, что массив передается по адресу, т. е. при изменении элементов массива в функции изменяются значения элементов в вызывающей функции.

Поэтому в предыдущей задаче ввод элементов массива можно оформить также в отдельной функции, например:

//функция ввода элементов массива с клавиатуры void input (float *a, int k)

{

int j;

for (j = 0; j < k; j++) cin>> a[j];

}

Передача двухмерных массивов в функцию

Двухмерный массив в языке С++ – это массив массивов, т. е. массив, элементами которого являются массивы. Например, двухмерный массив есть массив, элементы которого одномерные массивы

const int n=5,m=6; int arr [n][m];

Массив arr состоит из n элементов. Каждый элемент – одномерный массив размерностью m. В памяти массив arr расположен следующим образом:

30

Рассмотрим, как осуществлять доступ к элементам многомерного массива через указатель. Сделаем это на примере массива arr.

Объявим указатель и свяжем его с массивом arr: int *ptr;

ptr = &arr[0][0];

Необходимо получить доступ к элементу arr[i][j], или к j-му элементу i-й строки массива arr. Последовательно это вычисляется так:

адрес первого массива arr - ptr

адрес j-го элемента i-й строки, ptr + i*m + j т. е. элемента arr[i][j] Tо есть к элементу с индексами arr[i][j] можно обратиться

*( ptr + i*m + j) или ptr[i*m+j].

Пример. Написать программу для сложения двух матриц. Ввод, вывод и нахождение суммы матриц оформить с помощью функций

#include <iostream.h> #include <windows.h> char buf[256];

// объявление функций char* RUS(const char*);

void input_matr (float *, int, int); void out_matr(float *, int, int);

void add_matr(float *, float *,float *, int, int);

int main()

{

const int n=3, m=4;

float a[n][m], b[n][m],c[n][m]; cout<<RUS("Введите матрицу А:"); input_matr(&a[0][0],n,m);//вызов функции ввода cout<<RUS("Введите матрицу B:"); input_matr(&b[0][0],n,m);//вызов функции ввода

add_matr(&a[0][0],&b[0][0],&c[0][0],n,m);//вызов функции сложения матриц cout<<"A:\n";

out_matr(&a[0][0],n,m);//вызов функции вывода cout<<RUS("B:\n"); out_matr(&b[0][0],n,m);//вызов функции вывода cout<<RUS("C=A+B:\n"); out_matr(&c[0][0],n,m);//вызов функции вывода

return 0;

}

// определение функций /* Ввод матрицы по строкам */

void input_matr (float *matr, int n, int m)

{

int i, j;

for (i = 0; i < n; i++)

{

cout<<RUS("\nВведите элементы ")<<i + 1; cout<<RUS("-й строки: " );

for(j = 0; j < m; j++) cin>>matr[i*m + j];

}