13. Масиви

План:
Дефиниране и използване на масиви
Mасивите като параметри на функции
Масиви от символи
Двумерни масиви

** Дефиниране и използване на масиви.

• Масивите са елемент на езика С за съхраняване на елементи от един и същи тип. 
• Използват се и в езика С++ като по-бърза и по-ефективна структура в сравнение с типа (шаблона) вектор.
• Затова пък масивите са по-неудобни за работа - например техният размер се задава при дефинирането и не може да се променя. 

double salaries[10]; 
Сравни с дефиниция на вектор  с 10 елемента тип double:
vector<double> salaries(10);

Индекси на елементите на масив:
Пример: На елементът с индекс 4 се задава стойност 355: 
salaries[4] = 355; 
Елементите на масива се номерират (индексират), започвайки от 0: 
salaries[0] - първи елемент 
salaries[1] - втори елемент 
salaries[2] - трети елемент 
salaries[3] - четвърти елемент 
... 
salaries[9] - десети елемент

* Задаване на стойности на елементите на масив.
Пример: Масив със заплати. 
const int SAL_MAXSIZE = 10; 
double sal[SAL_MAXSIZE]; /* фиксираме дължината на масива */ 
int sal_size = 0;        /* брой на използваните елементи на масива */ 
bool more = true; 
/* необходими са 2 условия за прекратяване на цикъла - спиране на въвеждането или запълване на всички елементи на масива */ 
while (more and sal_size < SAL_MAXSIZE) 
{ cout << "Enter salary or 0 to quit"; 
  double x; 
  cin >> x; 
  if (cin.fail()) more = false 
  else 
  { sal[sal_size] = x; /* задаване на стойност на елемент на масива */ 
    sal_size++;        /* увеличаване с 1 на използваните елементи */ 
  } 
}

** Mасивите като параметри на функции. 

• За да се обозначи, че един формален параметър на функция е масив, след името му се пише [].
• Масивите винаги се предават чрез псевдоним (по адрес).
• Масив за входен параметър на функция се използва константен псевдоним.
  

Пример: Намиране на максимален елемент на масив.

double maximum(const double a[], int a_size) 
{  if (a_size == 0) return 0; 
   double highest = a[0]; 
   int i; 
   for (i = 1; i < a_size; i++) 
      if (a[i] > highest) highest = a[i]; 
   return highest; 
}
Пример: Следващата програма чете заплати от стандартен вход и отпечатва максималната заплата. 
// salarray.cpp 
#include <iostream> 
using namespace std;

void read_data(double a[], int a_maxsize, int& a_size) 
{ a_size = 0; 
  double x; 
  while (a_size < a_maxsize and (cin >> x)) 
  { a[a_size] = x; a_size++; } 
}

double maximum(const double a[], int a_size) 
{ if (a_size == 0) return 0; 
  double highest = a[0]; 
  int i; 
  for (i = 1; i < a_size; i++) 
     if (a[i] > highest) highest = a[i]; 
  return highest; 
}

int main() 
{ const int SALARIES_MAXSIZE = 100; 
  double salaries[SALARIES_MAXSIZE]; 
  int salaries_size = 0;

  cout << "Please enter all salary data: "; 
  read_data(salaries, SALARIES_MAXSIZE, salaries_size);

  if (salaries_size == SALARIES_MAXSIZE and not cin.fail()) 
     cout << "Sorry - extra data ignored\n";

  double maxsal = maximum(salaries, salaries_size); 
  cout << "The maximum salary is " << maxsal << "\n"; 
  return 0; 
}

** Масиви от символи.

• В езика С съхраняването и обработката на низове (С-низове ) се извършва в масиви от символи.
• Символите се пазят в типа char, който е числов тип данни с дължина 1 байт.

char ch = 'w';
ch = 126;

• Връзката число - символ се задава в ASCII таблицата (4. Основни управляващи оператори).

Всеки C-низ завършва със специален символ с ASCII код 0.

Пример: Добавяне на елементи на един С-низ към друг С-низ.

// append.cpp
01: #include <iostream>
02: using namespace std; 
03: /**
04:    Appends as much as possible from a string to another string
05:    @param s the string to which t is appended
06:    @param s_maxlength the maximum length of s (not counting '\0')
07:    @param t the string to append
08: */             
09: void append(char s[], int s_maxlength, const char t[])
10: {  int i = strlen(s);
11:    int j = 0;
12:    /* append t to s */
13:    while (t[j] != '\0' and i < s_maxlength)
14:    {  s[i] = t[j];
15:       i++; j++;
16:    }
17:    /* add zero terminator */
18:    s[i] = '\0';
19: }
20: 
21: int main()
22: {  const int GREETING_MAXLENGTH = 10;
23:    char greeting[GREETING_MAXLENGTH + 1] = "Hello";
24:    char t[] = ", World!";
25:    append(greeting, GREETING_MAXLENGTH, t);
26:    cout << greeting << "\n";
27:    return 0;
28: }

* Превръщането С-низ в типа string и обратно става по следния начин:

Пример: Използване на функцията atoi от библиотеката cstdlib за превръщане на низ в число.
string year = "1999"; 
int y = atoi(year.c_str());
C_str.cpp

Важно е да не се забравя символа за край на низ при използване на масиви от символи (С-низове), защото много функции, които работят със С-низове и операция изходен поток определят дължината на низа по този символ.

За съхранение и обработка на матрици (таблици) се използват двумерни масиви.
При дефиниране на двумерен масив се задават броя на редовете и броя на стълбовете.
Пример: Двумерен масив съхранява съдбата на 10 хиляди щатски долара, инвестирани с различни лихвени проценти за различен брой години (Управяващи оператори II - Вложени цикли)

const int BALANCE_ROWS = 11;
const int BALANCE_COLS = 6;
double balances[BALANCE_ROWS][BALANCE_COLS];

Достъп до елементите на двумерния масив се осъществява с два индекса.



* Двумерни масиви като параметри на функции.
При задаване на двумерен масив като формален параметър на функция трябва да се посочи броя на колоните като константа.
Елементите на двумерния масив се пазят в паметта линейно (като редица).
За да се достигне елемента table[i][j] компютърът пресмята i*BALANCE_COLS + j.
Пример: Отпечатване на матрица (Управляващи оператори - II) с използване на двумерен вектор.

// matrix.cpp
01: #include <iostream>
02: #include <iomanip>
03: #include <cmath> 
04: using namespace std;
05: 
06: const int BALANCES_ROWS = 11;
07: const int BALANCES_COLS = 6;
08: 
09: const double RATE_MIN = 5;
10: const double RATE_MAX = 10;
11: const double RATE_INCR = 
12:    (RATE_MAX - RATE_MIN) / (BALANCES_ROWS - 1);
13: const int YEAR_MIN = 5;
14: const int YEAR_MAX = 30;
15: const int YEAR_INCR = 
16:    (YEAR_MAX - YEAR_MIN) / (BALANCES_COLS - 1);
17:  
18: /**
19:    Prints a table of account balances.
20:    @param the table to print
21:    @param table_rows the number of rows in the table.
22: */
23: void print_table(const double table[][BALANCES_COLS], 
24:                                        int table_rows)
25: {  const int WIDTH = 10;
26:    cout << setiosflags(ios::fixed) << setprecision(2);
27:    for (int i = 0; i < table_rows; i++)
28:    {  for (int j = 0; j < BALANCES_COLS; j++)
29:          cout << setw(WIDTH) << table[i][j];
30:       cout << "\n";
31:    }
32: } 
33: /**
34:    Computes the value of an investment with compound interest
35:    @param initial_balance the initial value of the investment
36:    @param p the interest rate per period in percent
37:    @param n the number of periods the investment is held
38:    @return the balance after n periods
39: */
40: double future_value(double initial_balance, double p, int n)
41: {  double b = initial_balance * pow(1 + p / 100, n);
42:    return b;
43: }
44: 
45: int main()
46: {  double balances[BALANCES_ROWS][BALANCES_COLS];
47:    for (int i = 0; i < BALANCES_ROWS; i++)
48:       for (int j = 0; j < BALANCES_COLS; j++)
49:          balances[i][j] = future_value(10000, 
50:             RATE_MIN + i * RATE_INCR,
51:             YEAR_MIN + j * YEAR_INCR);
52: 
53:    print_table(balances, BALANCES_ROWS);
54: 
55:    return 0;
56: }