Лекции по C#(первая часть, версия 2.2)

Отдельного комментария требует переменная сумма. Как и следует из названия, эта переменная является сумматором. Чаще всего сумматор инициализируется нулем, что и сделано в примере. Следующий рисунок демонстрирует схему размещения массивов из примера Массивы1:

4.6.2 Оператор цикла foreach

Оператор foreach («для каждого») предназначен для работы с объектами, состоящими из некоторого множества элементов (их ещё называют коллекциями). Прежде всего, это относится к массивам. Синтаксис оператора foreach следующий

foreach ( Элемент in ИмяМассива ) оператор ;

При этом тип Элемента должен совпадать с типом массива. Так предыдущий пример с использованием оператора foreach выглядит несколько проще, хотя, несложно заметить, что foreach может быть использован только для чтения значений элементов массива, но не для их установки или изменения.

using System; class Массивы2

{

static void Main()

{

int[] m1 = new int[4], m2 = new int[] {2,4,6,8}, m3 = {1,3,5,7}; for (short j = 0; j < 4; ) m1[j] = ++j;

int сумма = 0 ;

foreach (int j in m1) сумма += j; foreach (int j in m2) сумма += j; foreach (int j in m3) сумма += j; Console.WriteLine("{0:d}", сумма);

}

}

На блок – схеме цикл foreach обычно указывают следующим образом :

52

…

для j из массива m1

сумма <- сумма +1

…

4.6.3 Простейшие приёмы работы с одномерными массивами

4.6.3.1 Инициализация массивов датчиком случайных чисел

Некоторые приёмы инициализации массивов были рассмотрены в предшествующем разделе. На практике (к примеру, на этапе отладки какого-либо алгоритма) зачастую бывает необходимо наполнить массив произвольными числовыми значениями. Для этого существует специальный класс Random (пространство имён System) – генератора псевдослучайных значений. Технология его использования включает следующие этапы :

1.Создание объекта класса Random;

2.Вызов необходимого метода для созданного в п.1 объекта. Наиболее используемые методы класса Random

Назначение

Возвращает очередное псевдослучайное целое число в диапазоне от 0 до 0x7FFFFFFF

Возвращает очередное псевдослучайное целое число в диапазоне от 0 до Max

Возвращает очередное псевдослучайное целое число в диапазоне от Min до Max

Возвращает очередное псевдослучайное вещественное число в диапазоне от 0,0 до 1,0

using System; class Массивы3

{

static void Main()

{

Random Gen = new Random(); int[] m1 = new int[10];

for (int i = 0; i < 10; i++) m1[i] = Gen.Next(100); int Cчётчик = 0 ;

foreach (int j in m1)

if (j % 2 == 0) Cчётчик++; Console.WriteLine("Массив случайных значений"); for (int i = 0; i < 10; i++ ) Console.WriteLine("m1[{0}] = {1:d}", i, m1[i]);

53

Console.WriteLine("Количество четных = {0}", Cчётчик);

}

}

На экране:

В данном примере первый раз демонстрируется вызов нестатического метода. Методом называется функция, являющаяся элементом класса. Функция WriteLine также является методом класса Console, но статическим. И её вызов технологически проще – необходимо через соединитель - точку указать имя класса и имя метода метод. Нестатические методы класса могут быть вызваны только в привязке к экземпляру (объекту) класса. Для этого приходиться объявлять объект Gen и выделать ему память (экземпляры класса, как и массивы являются ссылочными объектами). Разработка пользовательских методов (разумеется, в рамках соответствующих классов) – предмет будущих разговоров в рамках дисциплины «Современные языки программирования».

Листинг примера Массивы3 умышленно выполнен без структурирования. В качестве самостоятельного упражнения нарисуйте блок – схему этого примера.

4.6.3.2Экстремальные значения, статистические характеристики элементов массива

Предположим, что в массиве целых случайных значений, размер которого задаётся пользователем, требуется найти минимум, максимум, и такие статистические характеристики, как среднее значение, дисперсия, среднеквадратичное отклонение. Пример Массивы4 выполняет перечисленные действия.

using System; class Массивы4

{

static void Main()

{

string s;

Console.WriteLine("Задайте количество элементов массива"); s = Console.ReadLine();

int i = Convert.ToInt32(s); int[] mas = new int[i];

Random Gen = new Random();

for (int k = 0; k < mas.Length; k++) mas[k] = Gen.Next(1,10);

Console.WriteLine("Элементы массива\n");

foreach (int j in mas) Console.Write("{0,8}", j); int max = mas[0], min = mas [0];

54

foreach (int j in mas)

{

if (max < j) max = j; if (min > j) min = j;

}

Console.WriteLine("\n Максимум= {0}, Минимум ={1}", max, min);

float среднее=0, дисперсия=0; foreach (int j in mas) среднее+=j; среднее/=mas.Length;

Console.WriteLine("\nСреднее арифметическое= {0:f5}",среднее);

foreach (int j in mas) дисперсия+= (j-среднее)*(j-среднее); дисперсия/=mas.Length;

Console.WriteLine("Дисперсия = {0:f5}",дисперсия); Console.WriteLine("Среднеквадратичное отклонение= {0:f5}", Math.Sqrt(дисперсия));

}

}

На экране:

Впредшествующем примере впервые используется то обстоятельство, что любой массив является потомком класса System.Array. В соответствии с этим , в составе любого массива есть элементы указанного класса. Здесь используется свойство Length . Пока достаточно определиться, что это - элемент объекта, с помощью которого можно получить количество элементов данного массива. Иным способом могло быть использование значения переменной i, полученной с клавиатуры, но использование свойства Length является более универсальным решением.

Впримере Массивы4 используется также статический метод класса Math c именем Sqrt , который возвращает квадратный корень аргумента.

4.6.3.3 Методы сортировки одномерных массивов

Сортировкой принято называть процесс, позволяющий упорядочить множество подобных данных в возрастающем или убывающем порядке. При этом часть данных, определяющее место элемента в общем списке, называется ключом: при сравнении используется только значение ключа, а остальные данные, входящие в состав элемента, переносятся на новое место целиком. Ниже будут рассмотрены

55

простейшие методы сортировки числовых массивов, в которых данные и ключ – это одно и тоже.

Среди наиболее востребованных методов сортировки можно выделить следующие:

Отбора (еще известен, как метод минимакса);

Перестановки (или пузырьковой сортировки);

Вставки;

Шелла;

Компаранда.

Особенности каждого из перечисленных методов иллюстрирует соответствующий рисунок.

maxN

Сортировка массива по убыванию методом минимакса.

56

Сортировка массива по возрастанию методом пузырька.

…

Сортировка массива методом вставки.

57

Массив

Массив

Второй проход: сравнение элементов, отстоящих друг от друга на две позиции

Для каждого из полученных разделов выполняются шаг1 и шаг2, пока количество элементов в получаемых разделах не станет равным единице.

Сортировка массива по возрастанию методом компаранда Пример Сортировка1 реализует сортировку методом минимакса.

using System; class Сортировка1

{

static void Main()

58

{

string s;

Console.WriteLine("Задайте количество элементов массива"); s = Console.ReadLine();

int k = Convert.ToInt32(s); int[] mas = new int[k]; Random Gen = new Random();

for (int i = 0; i < mas.Length; i++) mas[i] = Gen.Next(1,100); Console.WriteLine("Элементы массива");

foreach (int j in mas) Console.Write("{0,8}", j); int max , imax;

for (int i = 0; i < mas.Length - 1; i++)

{

max = mas[imax = i];

for ( int j = i + 1 ; j < mas.Length; j++) if (max < mas[j]) max = mas[imax = j];

mas[imax] = mas[i]; mas[i] = max;

}

Console.WriteLine("\nЭлементы массива после сортировки по убыванию"); foreach (int j in mas) Console.Write("{0,8}", j);

}

}

На экране:

Пример Сортировка2 реализует пузырьковую сортировку.

using System; class Сортировка2

{

static void Main()

{

string s;

Console.WriteLine("Задайте количество элементов массива"); s = Console.ReadLine();

int k = Convert.ToInt32(s); int[] mas = new int[k]; Random Gen = new Random();

for (int i = 0; i < mas.Length; i++) mas[i] = Gen.Next(1,100); Console.WriteLine("Элементы массива");

foreach (int j in mas) Console.Write("{0,8}", j); int r ;

bool flag = false;

for (int i = 0; i < mas.Length - 1; i++)

{

flag = false;

for ( int j = 0 ; j < mas.Length-i-1 ; j++)

59

if (mas[j] < mas[j + 1]) continue; else

{

r = mas[j];

mas[j] = mas[j + 1]; mas[j+1] = r;

flag = true;

}

if (flag == false) break;

}

Console.WriteLine("\nЭлементы массива после сортировки по возрастанию"); foreach (int j in mas) Console.Write("{0,8}", j);

}

}

Вывод на экран аналогичен.

4.6.4 Двумерные массивы

4.6.4.1 Объявление двумерных массивов

В общем случае массивы в программе на С# могут быть произвольной размерности. На практике используются массивы с размерностью не более 3-х, а чаще всего – двумерные массивы. При этом есть возможность использовать как прямоугольные (или квадратные) массивы, так и ломаные – со строками переменной длины.

Прямоугольные массивы объявляются в соответствии с одним из следующих вариантов синтаксиса:

тип[ , ] ИмяМассива = new тип [ КолСтр, КолСтолб ];

тип[ , ] ИмяМассива = { {Блок инициализаторов для строки0}, {Блок инициализаторов для строки1}, …};

Впервом случае размерности массива задаются явно, а исполняющая система после выделения памяти инициализирует значения элементов массива нулями. Во втором случае опущена операция new и конфигурация массива определяется по содержимому блока инициализаторов для конкретной строки. Правила использования констант в блоке инициализаторов аналогичны одномерным массивам. При этом количество элементов в блоке инициализаторов должно быть исчерпывающим.

По своей конструкции двумерный массив является массивом ссылок (количество элементов - это число строк), каждая из которых должна быть проинициализирована адресом соответствующего фрагмента памяти из кучи.

Вследующем примере демонстрируются варианты объявления прямоугольных двумерных целочисленных массивов.

using System; class Массивы5

{

static void Main()

{

60