Урок 3. Структурированный тип данных массив

1. Введение: От простых типов к структурированным

До сих пор мы работали с простыми (скалярными) типами данных: integer, real, boolean, char, string. Эти типы позволяют хранить единственное значение (одно число, один символ и т.д.).

Однако в реальных задачах нам часто требуется работать с большими наборами однотипных данных. Например:

• Успеваемость 25 учеников класса (25 оценок).

• Температура воздуха за 30 дней месяца (30 чисел).

• Координаты 100 точек на графике (100 пар чисел).

Описывать для каждой оценки или температуры отдельную переменную (oc1, oc2, ..., oc25) крайне неудобно. Для решения этой проблемы и были придуманы структурированные типы данных.

Структурированный тип данных – это тип, значением которого является совокупность нескольких значений (компонентов), объединенных по определенному признаку. Компоненты могут быть как простых, так и других структурированных типов.

Массив – это самый простой и распространенный структурированный тип данных, представляющий собой фиксированную, упорядоченную совокупность элементов одного типа.

2. Понятие массива. Основные характеристики

Представьте себе школьный ящик с пронумерованными отделениями для хранения журналов. Каждое отделение имеет свой уникальный номер и хранит один журнал. Массив работает точно так же.

Основные характеристики массива:

• Фиксированный размер. Количество элементов в массиве (его длина) задается при описании и не может быть изменено во время работы программы.

• Однотипность элементов. Все элементы массива должны иметь один и тот же тип (например, только целые числа или только строки). Этот тип называется базовым.

• Упорядоченность. Каждый элемент имеет свой порядковый номер (индекс), который определяет его положение в массиве.

• Прямой доступ к элементам. Для того чтобы обратиться к любому элементу массива, достаточно указать его имя и индекс (например, A[5]).

• Аналогия из жизни: улица с домами, где номер дома – это индекс, а сам дом – значение элемента.

3. Описание массива в Pascal

В Pascal массив описывается в разделе описания переменных (var) с помощью ключевого слова array.

Синтаксис:

pascal

var

  Имя_Массива: array [Нижний_Индекс..Верхний_Индекс] of Базовый_Тип;

Примеры описаний:

pascal

var

  Marks: array [1..30] of integer;    // Массив из 30 целых чисел (оценки)

  Temperature: array [0..6] of real;  // Массив из 7 вещественных чисел (температура на неделю)

  Symbols: array ['A'..'Z'] of char;  // Массив символов, индекс - буква

  Students: array [1..10] of string;  // Массив из 10 строк (имена учеников)

Пояснение:

Marks: array [1..30] of integer;

Marks – имя массива.

[1..30] – диапазон индексов. Индексы меняются от 1 до 30 включительно.

integer – базовый тип (все элементы – целые числа).

Этот массив имеет 30 элементов: Marks[1], Marks[2], ..., Marks[30].

Важно: В Pascal индексы могут быть любого порядкового типа (целым, символьным, логическим, перечисляемым). Чаще всего используются целочисленные индексы, начинающиеся с 1 или 0.

4. Операции с массивами

С массивом в целом нельзя выполнять операции (например, Marks2 := Marks1 в стандартном Pascal не сработает). Мы работаем с каждым элементом массива по отдельности, используя его индекс.

Основные действия:

Заполнение массива (ввод данных). Обычно осуществляется с помощью цикла.

pascal

for i := 1 to 10 do

begin

  write('Введите оценку ученика ', i, ': ');

  readln(Marks[i]);

end;

Вывод массива.

pascal

writeln('Список оценок:');

for i := 1 to 10 do

  write(Marks[i], ' ');

Обработка массива. Выполнение вычислений над элементами.

Нахождение суммы:

pascal

Sum := 0;

for i := 1 to 10 do

  Sum := Sum + Marks[i];

Поиск максимального элемента:

pascal

Max := Marks[1];

for i := 2 to 10 do

  if Marks[i] > Max then

    Max := Marks[i];

Поиск количества элементов по условию:

pascal

Count := 0;

for i := 1 to 10 do

  if Marks[i] = 10 then // Находим количество "десяток"

    Count := Count + 1;

5. Типовые ошибки при работе с массивами

Выход за границы массива. Самая частая и опасная ошибка.

Пример: Marks[31] := 5; для массива Marks[1..30].

Последствия: программа может обратиться к области памяти, принадлежащей другой переменной, что приведет к непредсказуемым результатам или аварийному завершению.

Путаница между индексом и значением элемента.

i – это индекс (порядковый номер).

Marks[i] – это значение, хранящееся под этим номером.

Попытка работы с массивом как с единым целым.

Видео урок по данному уроку от учителя информатики Трашкова Олега Леонидовича