Массивы в C++. Одномерные массивы.

Массивы чрезвычайно важная тема в C++. В программах они используются очень часто и разобраться в этой теме необходимо досконально. Сразу вас обрадую — понять и научиться применять массивы достаточно просто даже начинающему.

Итак, зачем же нужны массивы и что они из себя представляют? К настоящему моменту вы уже хорошо знаете, что данные программы хранятся в объявленных нами переменных определённого типа (int, double, char… ). Но бывает так, что программе необходимо хранить сотни (а то и больше) переменных однотипных данных, а также необходимо с ними работать – присваивать значения, изменять их и т.д. К примеру, надо хранить порядковые номера строк. Надо создать пятьсот переменных типа int, каждой дать уникальное имя и присвоить значение от 1-го до 500-та. В таком случае, массивы нас просто спасут.

Отметим основное и перейдем к практическому примеру:

  • массив в С++ – это совокупность определенного количества однотипных переменных, имеющих одно имя. К примеру, int array [3];. Эта запись означает, что мы объявили массив с именем array , который содержит в себе 3 переменные типа int;
  • переменные массива называют элементами ;
  • каждый элемент имеет свой уникальный индекс – свой порядковый номер. Используя индекс мы можем обращаться к конкретному элементу. ВАЖНО – индексация элементов массива начинается с 0. Так в массиве int array [3] первый элемент имеет индекс 0, а последний – 2. Чтобы обратиться, например, к нулевому элементу массива и изменить его значение, надо указать имя массива и в квадратных скобках указать индекс элемента — array [0] = 33.

Рассмотрим пример:

// в этой программе создаем массив с размером size,

// с помощью цикла for вносим данные во все ячейки

// массива и отображаем их содержимое на экран

 

#include <iostream>

using namespace std;

 

int main()

{

setlocale(LC_ALL, "rus");

 

const int SIZE = 10; //объявляем константу

int firstArray[SIZE ]; //объявляем массив с количеством элементов SIZE

 

for (int i = 0; i < SIZE ; i++) //заполняем и отображаем значения на экран

{

firstArray[i] = i + 1; // на первом шаге цикла firstArray[0] присвоить 1 (0 + 1)

cout << i << "-я ячейка хранит число " << firstArray[i] << endl;

}

cout << endl;

 

return 0;

}

В строке 12 мы определяем целочисленную константу SIZE, которая будет хранить размер массива (определённое нами, количество его элементов). В строке 13 объявляем массив: указываем тип данных, которые будут храниться в ячейках массива, даем имя и указываем размер в квадратных скобках . Важно, что в квадратные скобки мы можем записывать только целые константные значения. Надо либо сразу вписать целое число в квадратные скобки при объявлении массива (int firstArray[100];), либо определить целочисленную константу до объявления массива и ввести в квадратные скобки имя этой константы (как в нашем примере). Второй способ использовать предпочтительней, если в ходе программы вам придется несколько раз обращаться к массиву через цикл. Объясняется это тем, что когда мы объявляем цикл, в нём можно указать условие изменения счетчика до значения SIZE. Вот представьте, что нам необходимо изменить размер массива с 10 элементов на 200. В этом случае, нам остаётся всего на всего изменить значение целочисленной константы, и таким образом у нас автоматически подставятся новые значения размера и в массив, и во все циклы программы. Можете попробовать в нашем примере внести любую другую цифру в константу SIZE. И вы увидите, что программа будет прекрасно работать – создаст массив на столько элементов, на сколько вы укажете, внесет данные и отобразит их на экране.

В строках 15 – 19 определяем цикл for. Его счетчик i будет служить индексом элементов массива. В самом начале, он равен 0 и с каждым шагом будет увеличиваться на единицу до тех пор, пока не станет равным SIZE — количеству элементов массива. Обратите внимание, в одном цикле мы и присваиваем различные значения элементам массива и в следующей строке обращаемся к ним, чтобы вывести данные, которые они хранят, на экран.

Запускаем программу и видим результат:

Присвоить значение элементам массива можно разными способами – инициализировать его при создании либо с помощью цикла. Если размер массива большой, есть прекрасная возможность использовать цикл for или while для инициализации его элементов. Так мы сделали в нашем примере. 

А если массив совсем небольшой, к примеру на 5 элементов, инициализировать его можно сразу при объявлении:

Так элементу с индексом 0 — firstArray[0] – будет присвоено значение 11, а последнему элементу массива firstArray[4] – значение 15. Есть такая фишка – вы можете не указывать размер массива в квадратных скобках и сделать такую запись:

Так же при начальной инициализации элементов массива, когда массив необходимо очистить от «мусора» (остаточных данных других программ в памяти) лучше сразу присвоить всем элементам значение 0. Это выглядит так:

Следует запомнить, что такая инициализация возможна только для заполнения нулями. Если необходимо заполнить элементы массива какими-либо другими числами, лучше применять цикл. В C++11 (стандарт кодирования) при использовании списковой инициализации (инициализации с фигурными скобками) разрешается даже отбросить знак = .

Хочется показать еще один прием инициализации при создании массива. К примеру, для массива из 30-ти элементов нам надо внести значения 33 и 44 только в ячейки с индексом 0 и 1 соответственно, а остальные заполнить нулями. Тогда делаем так:

эти данные будут внесены в нулевую и первую ячейки, а остальные автоматически примут значение 0.

Организовать заполнение массива можно и при помощи оператора cin:

for (int i = 0; i < size; i++) //заполняем и выводим значения на экран

{

cout << "Введите значение в ячейку №" << i << " :";

cin >> firstArray[i];

}

Чтобы присвоить или изменить значение конкретного элемента, надо обратиться к нему, используя его индекс. К примеру, все значения массива из 500-та элементов нас устраивают, но необходимо изменить значение лишь одного. Тогда мы обращаемся к нему по его индексу : firstArray[255] = 7;

С этим разобрались, теперь давайте посмотрим, каким же образом массив располагается в оперативной памяти. Массив типа int из пяти элементов займет 20 байт памяти — 4 байта (int) * 5 (количество элементов) — и эти данные будут располагаться в памяти последовательно, как показано на рисунке:

Подведем итог и отметим всё самое важное о массивах:

  • синтаксис объявления массива :

тип_Данных_Массива имя_Массива [размер];

  • переменные массива называются элементами, а каждый элемент имеет свой порядковый номер – индекс.
  • нумерация индексов элементов массива начинается с нуля!!!
  • инициализировать массив можно только при его создании — int firstArray[3] = {1, 2, 3}; Выполнять инициализацию позже уже не допускается: firstArray[3] = {1, 2, 3}; Если массив не был инициализирован в начале, можно присвоить значения его элементам, используя циклы или просто обращаясь к необходимому элементу через его индекс.
  • массив может быть одномерным — таким, как рассмотрен в этом примере, и многомерным — двумерным, трехмерным…