Программирование циклических вычислительных процессов

С использованием одномерных массивов и строк

Цель работы:

Изучить правила работы с одномерными массивами, а также особенности работы со строковы­ми объектами, как одномерными символьными массивами.

Краткие теретические сведения

Массив – конечномерная последовательность данных одного типа. Массив – объект сложного типа. Каждый элемент массива определяется именем массива и индексом (целое число), по которому к элементу массива производится доступ. Рассмотрим одномерные массивы. Индексы у массивов в языке С начинаются с 0. В программе одномерный массив объявляется следующим образом:

<Тип> <имя массива>[размер];

где, размер – количество элементов одномерного массива.

Размер массива может задаваться константой или константным выражением. Нельзя задавать массив переменного размера, для этого существует отдельный механизм – динамическое выделение памяти.

Пример объявления массива целого типа:

int a[5];          

в массиве а первый элемент а[0], второй – а[1], …, пятый - а[4]. В языке С не проверяется выход индекса за пределы массива. Корректность использования индексов элементов массива должен контролировать программист.

Пример работы с одномерным массивом

В массиве а целого типа найти индекс и значение максимального элемента и переставить его с первым элементом. Программа также должна подсчитать количество положительных и отрицательных элементов данного мaссива.

Текст программы может быть следующим:

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

void main(void)

{ int a[4]={-1,-20,4,100};           // объявление массива с инициализацией

                                                               // индексы принимают значения от 0 до 3

    int i,index,max,kp,ko;

  clrscr();

       puts("\n ИСХОДНЫЙ МАССИВ\n");

            for (i=0; i<4; i++)

                        printf("%d ",a[i]); // вывод элементов исходного массива

         max=a[0]; kp=0; ko=0;

       for (i=1; i<4; i++)

                   { if (a[i]>max) {

                     max=a[i]; index=i; }

                   }

 a[index]=zam; a[0]=max;

for (i=0;i<4;i++)

                   {

       if (a[i]<0) ko=ko+1;

                               else kp=kp+1;

       }

  puts("\n РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ПРОГРАММЫ\n");

for (i=0; i<4; i++)

printf("%d ",a[i]);                              // Вывод элементов массива

printf("\n положительных элементов массива: %d \n",kp);

               printf(" \n отрицательных элементов массива: %d,\

                           \n\n Press any key...",ko);

     getch();

}

Строки, как одномерные массивы символов

В алгоритмическом языке PASCAL существует отдельный тип данных – строка, который объявляется с атрибутом string. В языке С отдельного типа данных «строки символов» нет. Работа со строками реализована путем использования одномерных массивов типа char, т.е. строка символов – это одномерный массив типа char, заканчивающийся нулевым байтом. Нулевой байт – это байт, каждый бит которого равен нулю, при этом для нулевого байта определена символьная константа ´ \0 ´(признак окончания строки или нуль-терминатор). Поэтому, если строка должна содержать k символов, то в описании массива необходимо указать k+1 элемент.

Например, описание: char a[7], означает, что строка содержит шесть символов, а последний байт отведен под нулевой.

Строковая константа в языке С – это набор символов, заключенных в двойные кавычки. Например: “Лабораторная работа по строкам”. В конце строковой константы явно указывать символ ´ \0 ´ не нужно, так как это сделает компилятор языка С.

Строки можно инициализиорвать при декларировании, например:

    char S1[10]=”123456789”, S2[]=”12345”;

в последнем случае размер строки будет установлен по количеству символов.

Для ввода строки с клавиатуры дисплея используются две стандартные библи­отечные функции, прототипы которых приведены в файле stdio.h.

Функция scanf( ) вводит значения для строковых переменных спецификатором ввода %S. Но надо помнить, что функция scanf( ) вводит символы до появления первого символа “пробел”.

Библиотечная функция gets( ), обеспечивает ввод строки с пробелами внутри этой строки. При этом ввод строки символов завершается нажатием клавиши ENTER.

Обе функции автоматически ставят в конец строки нулевой байт. И, кроме того, так как строка – это символьный массив, а имя массива – это указатель на его начало в памяти, то символ «&» перед именами строковых объектов при использовании этих функций указывать не надо.

Вывод строк производится функциями printf( ) или puts( ). Обе функции выводят символьный массив до первого нулевого байта. Функция printf( ) не переводит курсор после вывода на начало новой строки, программист должен предусмотреть такой перевод в строке формата. Функия puts( ) автоматически переводит курсор после вывода строковой информации в начало новой строки.

Остальные операции над строками выполняются с использованием стандартных функций. Декларации функций для работы со строками размещены в файле string.h. Вот некоторые из наиболее часто используемых:

1. Функция strcpy(S1, S2) - копирует содержимое строки S2 в строку S1.

2. Функция strcat(S1, S2) - присоединяет строку S2 к строке S1 и помещает ее в массив, где находилась строка S1, при этом строка S2 не изменяется. Нулевой байт, который завершал строку S1, заменяется первым символом строки S2.

  3.Функция strcmp(S1, S2) сравнивает строки S1 и S2 и возвращает значение =0, если строки равны, т.е. содержит одно и то же число одинаковых символов; значение <0, если S1<S2;значение >0, если S1>S2.

  4. Функция strlen(S) возвращает длину строки, при этом завершающий нулевой байт не учитывается.

ЕЩЕ ФУНКЦИИ

Пример работы со строковыми данными

В программе значение строки вводится с клавиатуры, затем введенная строка распечатывается в обратном порядке.

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <conio.h>

void main(void)

{

char s[100];                              // объявление символьного массива

int i, k;

clrscr();

puts(" Введите исходную строку");

  gets(s);

       k=strlen(s);

       puts(" РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ПРОГРАММЫ\n");

       for (i=k; i>=0; i--)

       printf("%c",s[i]);            /* вывод элементов массива в обратном порядке */

printf("\n Press any key...");

getch();

}

Примеры использования стандартных функций работы со строками

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <conio.h>

void main(void)

{

char s1[]="aaa",s2[]="aaaa",s3[]="aaa ";

clrscr();                                          

printf(“\n %d”,strcmp(s1,s2));          // результат сравнения -97 -код символа «а»

printf(“\n %d”,strcmp (s1,s3));         // результат -32             -код «пробела»

 printf(“\n %d”,strcmp (s2,s1));              //                97

 printf(“\n %d”,strcmp (s3,s1));              //                32

        printf(“\n %d”,atoi("a"));             // результаты:       0

        printf(“\n %d”,atoi("12a"));                // 12

        printf(“\n %d”,atoi("5aa")*atoi("2a34")); // 10

getch();

}

Варианты индивидуальных заданий

1. Ввести целое число N. Выделить из этого числа цифры, кратные 3, и записать их в одномерный массив.

2. В заданной двумерной матрице выделить 3 блока по 2 строки и 2 столбца (блоки расположены на главной диагонали матрицы). Упорядочить блоки по величине их диагоналей (по убыванию значений их диагоналей).

3. Для заданного целого числа N определить цифру а, наиболее часто встречающуюся в числе. Сформировать одномерный массив из 5 элементов: a, а², а³, а⁴, а⁵.

4. Элементы заданного массива X циклически сдвинуть на K позиций вправо (влево).

5. Дано число N целого типа. Определить, симметрично ли оно, т.е. одинаковы ли цифры слева и справа (12321). Записать 3 последние цифры в одномерный массив.

6. Упорядочить элементы массива x по возрастанию.

7. Даны координаты n точек на плоскости: x₁,y₁, x₂,y₂,…. x_n,y_n . Найти номера двух точек, расстояние между которыми наибольшее (считать, что такая пара единственная).

8. Заданы два массива по N целых чисел. Найти наименьшее среди чисел первого массива, которое не входит во второй массив (считая, что хотя бы одно такое число есть).

9. Дан массив из N целых чисел. Определить количество инверсий в этом массиве (т.е. таких пар элементов, в которых большее число находится слева от меньшего: x_i > x_j при i < j).

10. Определить количество шестизначных чисел, в которых сумма первых 3 цифр равна сумме 3 последних цифр, например 105123.

11. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Программа должна определить длину введенной строки L, и, если длина L кратна 2, то удаляются все числа, которые делятся на 2.

12. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Программа должна определить длину введенной строки L, и, если длина L четная, то удаляются 2 первых и 2 последних символа.

13. Выяснить, имеются ли среди символов S1...Sn некоторой строки все буквы, входящие в слово DOS.

14. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Программа должна определить длину введенной строки L, и, если длина L нечетная, то удаляется символ, стоящий посередине строки.

15. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Составить программу для замены в строке длиной К символов каждого второго символа ! на $.

16. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Составить программу для замены в строке длиной К символов всех пробелов на символ $.

22. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Программа должна определить длину введенной строки L, и, если длина L>10, то удаляются все цифры.

23. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Программа должна определить длину введенной строки L, и, если длина L кратна 3, то удаляются все числа, делящиеся на 3.

24. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Программа должна определить длину введенной строки L, и, если длина L кратна 5, то подсчитывается количество скобок всех видов.

25. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Программа должна определить длину введенной строки L, и, если длина L кратна 4, то первая часть строки меняется местами со второй.

26. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Программа должна определить длину введенной строки L, и, если длина L=10, то удаляются все A...Z.

27. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Программа должна определить длину введенной строки L, и, если длина 

L >15, то удаляются все a…z.

28. В строке символов поменять местами символы на четных и нечетных позициях.

29. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Программа должна определить длину введенной строки L, и, если длина

L >6, то выделяется подстрока в { } скобках.

30. Ввести с клавиатуры строку символов. Признак окончания ввода строки – нажатие клавиши "Ввод". Программа должна определить длину введенной строки L и, если длина

L >5, то выделяется подстрока до первого пробела.

Контрольные вопросы

1. Укажите типы массивов, применяемых в языке С.

2. Формы (способы) работы с элементами массива.

3. Как описываются строки в языке С?

4. Чем отличаются функции scanf() и gets(), printf() и puts()?

Лабораторная работа №4