2. Оголошення та звертання в одновимірних масивах

Форма оголошення одновимірного масиву з явною вказівкою кількості елементів масиву: тип ім'я_масива [кількість-елементів-масива]; Звертання до елементів одновимірного масиву в загальному випадку можна представити індексуванням, тобто у вигляді ім'я-масива [вираз]; де ім'я-масиву - вказівник-константа; вираз - індекс, число цілого типу; він визначає зсув - збільшення адреси заданого елемента масиву щодо адреси нульового елемента масиву. Елементи одновимірного масиву розташовуються в ОП підряд: нульовий, перший і т д. Приклад оголошення масиву: int а[10]; іnt *p = а; /* - р одержує значення а */ При цьому компілятор виділяє масив в стеку ОП розміром (sizeof(Type) * розмір-масиву ) байтів. У вищенаведеному прикладі це 2 * 10 = 20 байтів. Причому а - вказівник-константа, адреса початку масиву, тобто його нульового елемента, р - змінна; змінній р можна присвоїти значення одним із способів: р = а; р = &а[0]; р = &a[i]; де &а[i] == (а + i) - адреса і-елемента масиву. Відповідно до правил перетворення типів значення адреси i-елемента масиву на машинному рівні формується таким чином: &а[i]= а + i * sizeof(int); Справедливі також наступні співвідношення: &a == a+0 == &a[0] - адреса а[0] - нульового елемента масиву; а+2 == &а[2] - адреса а[2] - другого елементи масиву; а+i == &a[i] - адреса a[i] - i-гo елемента масиву; *а==*(а+0)==*(&а[0])==a[0] - значення 0-ого елемента масиву; *(а + 2) == а[2] - значення а[2] - другого елементи масиву; *(а + i) == а[i] - значення a[i] - i-гo елемента масиву; *а + 2 == а[0] + 2 - сума значень а[0] і 2. Якщо р - вказівник на елементи такого ж типу, які і елементи масиву a та p=а, то а та р взаємозамінні; при цьому: p == &a[0] == a + 0; p+2 == &a[2] == a + 2; *(p + 2) == (&a[2]) == a[2] == p[2]; *(p + i) == (&a[i]) == a[i] == p[i]; Для a та p еквівалентні всі звертання до елементів a у вигляді: a[i], *(a+i), *(i+a), i[a], та p[i], *(p+i), *(i+p), i[p]

3. Оголошення та звертання до багатовимірних масивів

Багатовимірний масив у мові Сі розглядається як сукупність масивів меншої розмірності. Наприклад, двовимірний масив - це сукупність одновимірних масивів (його рядків), тривимірний масив - це сукупність матриць, матриці - сукупності рядків, а рядок - сукупність елементів одновимірного масиву. Елементи масивів розташовуються в ОП таким чином, що швидше змінюються самі праві індекси, тобто елементи одновимірного масиву розташовуються підряд, двовимірного - по рядках, тривимірного - по матрицях, а матриці - по рядках. Для звертання до елементів багатомірного масиву можна використовувати нуль і більш індексів (індексних виразів): ім'я-масиву [вираз1][вираз2] ... Наприклад, для звертання:    • до одновимірного масиву можна використовувати одно-індексний вираз (індекс);    • до двовимірного - 1 або 2 індексний вираз;    • до тривимірного - 1, 2 або 3 індексний вираз і т.д. При звертанні до багатомірних масивів одержання значення елемента масиву можливо тільки після визначення адреси елемента масиву, тобто при повній кількості індексів. При цьому обчислюються індексні вираз зліва на право, і доступу до значення виконується після обчислення останнього індексного виразу. Приклад оголошення двовимірного масиву значень типу int: int а[m][n] ; Цей масив складається з m одновимірних масивів (рядків), у кожному з яких утримується n елементів (стовпців). При роботі з цим двовимірним масивом можна використовувати одно або 2 індексний вираз. Наприклад:   а[i][j]- містить 2 індекси; використовується для звертання до елемента i-рядка, j-стовпця масиву; обчислюються індексні вирази, визначається адреса елемента масиву і вилучається його значення;   a[i] - містить 1 індекс; визначає адресу одновимірного масиву: адреса початку i-рядка масиву;   а - не містить індексу і визначає адресу масиву, його нульового елемента. Таким чином, звертання до двовимірних масивів за допомогою імені і тільки одного індексу визначає вказівник на початок відповідного рядка масиву (адреса його нульового елемента). Наприклад: а[0] == &a[0][0] == a+0*n*sizeof(int); а[1] == &а[1][0] == a+1*n*sizeof(int); a[i] == &a[i][0] == a+i*n*sizeof(int); Приклад оголошення тривимірного масиву: int а[k][m][n] ; де:    • k- кількість матриць з m рядками і n стовпцями;    • m - кількість рядків (одновимірних масивів) у матриці;    • n - кількість стовпців (елементів у рядку) матриці. Цей масив складається з k матриць, кожна з яких складається з m одновимірних масивів (рядків) по n елементів (стовпців). При звертанні до цього масиву можна використовувати імена:   a[l][i][j] - містить 3 індекси; використовується для звертання до елемента l-матриці, i-рядка. j-стовпця масиву; обчислюються індексні вирази, визначається адреса елемента масиву і вилучається його значення;   a[k][i] - визначає одновимірний масив - адреса початку i-рядка; k - матриці;   a[k] - визначає двовимірний масив - адреса початку k - матриці, тобто нульового елемента його нульового рядка;   а - адреса початку масиву, нульового елемента нульового рядка нульової матриці. Наприклад: int b[3][4][5]; int i, *ip, *ipp; i = b[0][0][1]; ip = b[2][0]; ipp = b[2]; де: ip, ipp - вказівники на значення типу int. Після ip = b[2][0]; ip є вказівником на елемент 0-рядка 0-го стовпця 2-й матриці масиву, тобто b[2][0][0]. Після ipp = b[2]; ipp адресує 0-й рядок 2-ї матриці масиву, тобто містить адреса b[2][0][0]. Звертання до елементів багатомірного масиву більш детально розглянемо на прикладі двовимірного масиву. Наприклад: int а[3][4]; /* а - вказівник-константа */ int *р = а; /* р - вказівник-змінна */ Після цього вказівник р можна використовувати замість вказівника а для звертання до рядків або елементів масиву а у вигляді: ім'я вказівника і зсув елемента щодо адреси початку масиву а. В ОП елементи масиву а розташовуються таким чином, що швидше всіх змінюється самий правий індекс, тобто в послідовності: а[0][0] а[0][1] а[0][2] а[0][3] а[1][0] ... а[2][2] а[2][3]. При цьому для звертання до масиву а можна використовувати імена: &a == а == &а[0][0] == *а - адреса а[0][0] - елемента 0-ого рядка 0-ого стовпця масиву а; **а == *(&а[0][0]) == а[0][0] - значення елемента нульового рядка нульового стовпця масиву а; a[i] == (а + i) == *(а + i) == &а[i][0] - адреса елемента i-рядка 0-стовпця; *a[i] == **(а + i) == *(&а[i]) == a[i][0] - значення 0-го елемента i-рядка; a[i][j] == *(*(а + i) + j) == *(a[i] + j) == a[i][j] - значення елемента i-рядка j-стовпця масиву а; де: (а + i) == *(а + i) == a[i] - адреса 0-го елемента i-рядка == &a[i][0]; (*(а + i) + j)- адреса j-елемента i-рядка = &a[i][j]; *(*(а + i) + j)- значення j-елемента i-рядка = a[i][j]. Значення адреси початку i-рядка (адреси 0-елемента i-рядка) на машинному рівні формується у виді: a[i] = а + i == (a+i*n*sizeof(int)), де n - кількість значень в одному рядку. Таким чином, адреса (i+1)- рядка відстоїть від i-рядка на (n*sizeof(int)) байтів, тобто на відстань одного рядка масиву. Вираз a[i][j] компілятор Сі переводить в еквівалентний вираз: *(*а + i) + j). Зрозуміло, запис a[i][j] більш традиційний у математиці і більш наочний. До елементів двовимірного масиву можна звернутися і за допомогою скалярного вказівника на масив. Наприклад, після оголошення: int а[m][n], *р = а; *(p+i*n+j) - значення j - елемента i-рядка ; де: n - кількість елементів у рядку; i*n + j - зміщення а[i][j]- елемента відносно початку масиву а.