Массивы. Матрицы. Типичные задачи. Опции

[Altair]

Содержание:

• Задание массивов, задание матриц, ввод массивов/матриц
• Решения: Матрицы, Массивы. Задачи (by AlaRic)
• Суммы различных элементов матриц (диагонали, элементы над/под диагоналями, и т.д.)
• Вычисление произведения матриц (квадратных/сцепленных), нахождение детерминанта матрицы(рекурсивное/приведением к диагональному виду)
• Инициализация массивов/матриц случайными значениями
• Заполнение массива по-спирали
• Модуль для работы с динамическими массивами (by Oleg_Z)
• Модуль для работы с динамическими массивами (by Volvo)
• Модуль для работы с матрицами
• Как найти в массиве максимальную последовательность одинаковых символов/максимальную возрастающую последовательность?
• Как задать матрицу, чтобы быстро поменять местами ее строки/столбцы?
• Как вычислить заданный многочлен от матрицы A?
• Как вычислить ранг матрицы?
  
• Нахождение максимальных/минимальных элементов массива

----- ----- ----- ----- -----

Одномерные и многомерные массивы (матрицы) в Паскале.

Задание массивов.
Тип массив в Паскале задается следующим образом:

<имя типа> = ARRAY [<сп.индексов типов>] OF <тип>


Где
<имя типа> - правильный идентификатор.
ARRAY, OF - зарезервированные слова (массив, из)
[<сп.индексов типов>] - список из одного или нескольких индексных типов. (задается размерность массива)
<тип> - любой тип Паскаля, кроме файлового.
После описания типа массива, можно описывать переменные этого типа.

Можно не описывать отдельно тип массив, а описать конкретную переменную, как переменную типа массив:

<variable> : Array[<index>] OF <type>

Где
<variable> - правильный идентификатор.
Array, OF- зарезервированные слова.
<index> - индекс задающий размерность массива.
<type> - любой тип Паскаля, кроме файлового.

Вкачестве индексных типов можно использовать любые порядковые типы, кроме longint
Оюычно в качестве индекстного типа употребляется тип-диапазон, в котором задаются границы изменения индексов.

Вложенные массивы или многомерные или матрицы

Собственно определение матрицы - прямоугольная сетка чисел, справедливо и для многомерных массивов. По сути это и есть матрица.

Задать матрицу в Паскале можно следующим образом:

const
	NN = 10; MM = 10;
type
	matrix = array[1..NN] of array[1..MM] of integer;

В данном случае мы описали матрицу размеров NNxMM.
Т.е. матрица в понимании компилятора - это массив из массивов.

[e1,1]  [e1,2]  [e1,3]  ... [e1,NN]
[e2,1]  [e2,2]  [e2,3]  ... [e2,NN]
...
[eMM,1] [eMM,2] [eMM,3] ... [eMM,NN]

Глубина вложения массивов произвольна.
Т.е. можно задать двухмерный, трехмерный, четырехмерный и так далее массивы.

Если в программе два массива заданы одинаково, то одному массиву можно присвоить другой.
К элементам массива обращаются по индексам.
Пример.

{вывод на экран элемент массива A с индексом 5}
write(A[5]); 

{ввод элемента массива A с индексом 6}
readln(A[6]);

{
  присваиваем элементу массива с индексом 7 сумму эл-тов
  массива A с индексами 5 и 6
} 
A[7]:=A[5]+A[6];

Нуль-основанный символьный массив - это такой массив, в котором индекс первого элемента
равен нулю, а последнего - положительному ненулевому целому числу. Например:

   Array [0..X] Of Char;

Если вы включаете расширенный синтаксис (с помощью директивы компилятора {$X+}), то
нуль-основанный символьный массив может быть инициализирован строкой, длина которой меньше
чем объявленная длина массива.
(в нулевом элемент такого массива хранится длинна строки. см. FAQ по строкам)

Работа с матрицами, ввод матрицы, операции над матрицами, распространенные задачи с матрицами.

Матрица - прямоугольная сетка чисел. Элементы матрицы - числа.
Каждый элемент матрицы имеет два индекса - номер строки и номер столбца, в котором он расположен.
Принято сначала указывать индекс строки, а затем индекс столбца.
Создадим тип матрицы:

const
	NN = 10;	{ число СТРОК! }
	MM = 10;	{ число СТОЛБЦОВ! }
type
	TElem = integer; 
	Matrix = array[1..NN, 1..MM] of TElem;

Очень часто при решении задач, необходимо проходить по всем элементам строки\столбца\строк и столбуов.
Для этого используют цикл со счетчиком. (FOR ... TO ... DO )

Ввод матрицы:
Опишем процедуры ввода и вывода на экран матрицы.

const
	NN = 10;	{ число СТРОК! }
	MM = 10;	{ число СТОЛБЦОВ! }
type
	TElem = integer; 
	Matrix = array[1..NN, 1..MM] of TElem; 
	
(* Построчный ввод матрицы *)
Procedure ReadMatr(var A:Matrix; var n,m:word );
var i, j: word;
begin
	repeat
		write('Введите количество строк: '); readln(N)
	until (N>0) and (N<=NN); 
	repeat
		write('Введите количество столбцов: '); readln(m)
	until (M>0) and (M<=MM);
	For i:=1 to n do begin
		For j:=1 to m do begin
			write('A[',i,j,']= '); readln(A[i,j])
		end 
	end
end; 

(* Построчный вывод матрицы *) 
Procedure PrintMatr(A:Matrix; n,m:word);
Var i, j: word;
begin
	For i:=1 to n do begin
		For j:=1 to m do write(A[i,j],' ');
		writeln
	end
end;

{ тестовая программа} 
var
	n, m: word;
	a: matrix;
begin
	Readmatr(a,n,m);
	PrintMatr(a,n,m)
end.

Сообщение отредактировано: volvo - 13.01.2009 13:35

[Altair]

Модуль для работы с динамическими массивами.
Модуль позволяет работать с массивами с динамической длинной

Constructor INIT;
Инициализирует массив. Требуется запустить лишь один раз - в начале работы с массивом, но после определения начальной длины

Procedure SetSizeArray(_Size:word);
Устанавливает длинну массива равную _Size. При первом запуске, после нее требуется запустить конструктор.

Function GetSizeArray:Word;
Возвращает текущую длинну массива. Лучше использовать ее и не открывать доступ к переменной sizeofarray, т.к. последствия могут быть непредсказуемые.

Procedure EnteringArray(visible:Byte;VideoMode:Byte);
Процедура ввода массива.
Не очень надежна, т.к. нет поддержки backspace, но зато возможен ввод в графическом режиме и возможно управлять отображением вводимых чисел. (Для вывода, скажем звездочек вместо вводимых символов, ставим параметр visible=<код звездочки>
Videomode может иметь RText или RGraph - соответственно ввод в текстовом и ввод в графическом режиме.
Внимание: если тип режима указан неверно, произойдет ошибка периода исполнения.

Procedure PrintCRTarray(Videomode:byte);
Вывод на экран массива. Возможны 2 режима как и у метода для ввода массива.

Procedure QSort(left,right:integer);
Быстрая сортировка массива.

Procedure HSort;
Пирамидальная сортировка массива. Полезна если вы уверены что массив почти или полностью отсортирован.

Function GetMaxElem:Telem;
Возвращает максимальный элемент массива.

Function GetMinElem:Telem;
Возвращает мимнимальный элемент массива.

Function GetNumMaxElem:Word;
Возвращает номер максимального элемента в массиве. (Первого, если таких элементов несколько)

Function GetNumMinElem:Word;
Возвращает номер минимального элемента.

Function ElemInArray(T:Telem):Word;
Проверяет вхождение элемента в массив. 0 - если не найдено, иначе индекс элемента.

Procedure InvertArray;
Инвертирует массив.

Вот программа демонстрирующая возможности модуля.

Исходный код

Program TEST_UNIT_ARRAYS;
Uses CRT,Arrays;
var
a:TArrayWork;
i,c:integer;
dlinna:word;
poisk:Telem;
begin
CLRSCR;
Writeln('Введите длинну:');
readln(dlinna);
a.SetSizeArray(dlinna);
a.Init; {теперь можно работать}
writeln;
a.EnteringArray(RealkeyV,RText);
writeln('Введенный массив:');
A.PrintCRTArray(RText);
writeln;
a.hsort;
writeln('Отсортированный массив:');
a.printcrtarray(RText);
writeln; writeln('Инвертированный:');
a.InvertArray;
a.printcrtarray(rtext);
writeln;
writeln('максимальный элемент: ',a.GetMaxElem);
Writeln('минимальный элемент: ',a.GetMinElem);
writeln('Номер Макс. элемента: ',a.getnummaxelem);
writeln('номер минимального элемента :',a.getnumminelem);
write('введите искомый элемент: '); readln(Poisk);
if a.eleminarray(poisk)=0 then
writeln('не найден!') else
Writeln('номер искомого элемента: ',a.eleminarray(poisk));

write('Введите новую длинну: ');readln(dlinna);
If dlinna<=a.GetSizeArray then a.SetSizeArray(dlinna) else
begin
a.setsizearray(dlinna);
{a.init;}
end;
writeln('Элементы массива: ');
a.printcrtarray(rtext);
readln(a.arr^[dlinna-1]);
a.printcrtarray(rtext);
end.

В присоединенном файле сам модуль. (исходник).

ЗЫ: при реализации динамического массива, использовался алгоритм, предложенный volvo

Сообщение отредактировано: klem4 - 20.12.2005 21:22