Программирование на языке Си. Практикум

2. Сложение (вычитание) возможно только для матриц одинакового размера. Результатом сложения двух матриц An x m и Bn x m является матрица С таких же размеров, каждый элемент которой равен сумме (разности) соответствующих элементов матриц А и В:

h 1

21

Из алгоритма следует, что данная задача может быть решена только с помощью трех циклов. Фрагмент программы будет выглядеть так:

int a[n][k], b[k][m], c[n][m]; int i, j, h;

for (i=0; i<n; i++) // перебор всех элементов матрицы С for (j=0; j<m; j++)

{

c[i][j]=0;

for (h=0; h<k; h++) // вычисление одного элемента м-цы С c[i][j]+=a[i][h]*b[h][j];

}

Лабораторная работа №4 Вычисление матричных выражений

Задание:

1.Выполнить расчет матричного выражения в Exсel.

2.Написать программу вычисления матричного выражения, используя циклы и индексированные переменные.

3.Сравнить результаты работы программы и расчета в Excel.

22

23

24

25

26

1.4. Указатели

Указатель – это переменная, предназначенная для хранения адреса объекта некоторого типа в памяти ЭВМ. В качестве объекта может быть переменная, массив, функция, структура и т.д. Указатель, как любой объект, должен быть объявлен:

тип_указываемых_данных *идентификатор;

Над указателями можно производить следующие операции:

1.Получение значения по адресу – унарная операция *, называется косвенной адресацией. Результат – значение того типа, на который указывал указатель.

int a, y, *px; // 2 переменные целого типа и указатель

…

a=6;

px=&a; // px получает значение адреса переменной a y=*px; // у присвоено значение, взятое по адресу px Два последних оператора эквивалентны y=a;

Операция косвенной адресации может быть использована и

влевой части оператора присваивания

int a, *pa;

….

a=6;

pa=&a;

*pa=10; // значение а после данного оператора равно 10

2.Получение адреса переменной – операция &, возвращает адрес переменной в памяти

3.Операции сравнения

-равно = =, не равно !=

-меньше <, меньше или равно < =,

-больше >, больше или равно >= 4. Вычитание

int *pa, *px, n;

….n=px-pa; // n число элементов между двумя указателями

5.Увеличение на 1 (px++ переход к следующему элементу) или уменьшение на 1 (pa- - переход к предыдущему элементу)

6.Увеличение px + i (перемещение вперёд к элементу, отстающему от указанного на i элементов)

27

7. Уменьшение pa - i (перемещение к элементу, отстающему от указанного на i элементов в обратную сторону)

Операциями 4-7 необходимо пользоваться аккуратно, работают только при определенных условиях.

1.5. Связь понятия массива с понятием указателя

Понятие массива тесно связано с понятием указателя. Имя массива (например, mas) является константой типа указатель (хранит адрес начала массива в памяти) и может быть использована в операторе присваивания только справа от знака операции присваивания.

float mas[30]; float *pm= mas;

Таким образом, если mаs - имя массива, то &mas[0] - адрес первого элемента массива, и mas без указания индексов тоже адрес первого элемента массива.

Начальный адрес массива определяется компилятором в момент объявления массива и изменен быть не может.

Память под массив выделяется в момент объявления и остается закрепленной за ним до окончания работы программы.

Пусть задано: int m[4];

int *pm=m;

Предположим, что первый байт массива m расположен в памяти с адресом 10000.

28

Значение каждого элемента массива можно получить, используя любое из трех приведенных выше выражений. Здесь проиллюстрирован тот важный факт, что добавление целого числа к указателю сдвигает содержащийся в нем адрес на соответствующее количество объектов (т.е. увеличивает его на произведение этого целого числа на размер в байтах того объекта, на который указатель показывает). Это одна из причин, по которой в языке Си требуется описывать тип данных, на который показывает указатель. Переход к i –ому элементу требует прибавить к начальному адресу массива индекс этого элемента, поэтому в языке Си индексация начинается с нуля.

Арифметические действия над указателями обеспечивают удобный способ работы с массивами.

В языке Си обычно для объявления массива используются три класса памяти: автоматический (стек), статический и динамический. В первых двух случаях, массивы и их размеры задаются явно в момент их объявления и существуют, пока программа не закончит свое выполнение, поэтому их будем условно считать статическими.

int a[10]; // выделяется автоматическая память для хранения 10 // элементов массива целого типа

static float b[3]; // выделяется статическая память для хранения

3 // элементов массива вещественного типа

Память под динамические массивы выделяется и освобождается по мере необходимости во время работы программы с использованием специальных функций malloc() и calloc().

Например:

1. Определить динамический массив из n элементов вещественного типа с помощью функции malloc()

double *d;

d = (double *)malloc(n*sizeof(double));

или

double *d = (double *)malloc(n*sizeof(double)); /* Здесь выделяется память из n x 8 байт и указателю d присваивается адрес первого байта из выделенного участка */

29

2. Определить динамический массив из n элементов вещественного типа с помощью функции calloc()

выделяется память из n элементов, каждый из которых занимает 8 байт, и указателю ab присваивается адрес расположения в памяти первого элемента, выделенная память обнуляется */

Если описываем два массива:

int *a = (int*)calloc(10, sizeof(int)); static int b[10];

то доступ к их элементам осуществляется одинаково:

а[4] и b[4] доступ к 5 элементу соответствующего массива. После того, как выделенная память больше не требуется, ее

можно освободить с использованием функции free: free(а);

Рассмотрим, как получить значение любого элемента двумерного массива, имея адрес его начала. Пусть есть массив an

x m.

int *a, n, m;

…

a = (int*)calloc(n*m,sizeof(int));

0 1 2 3 … j … m-1

0

1

2

…

i

…

n-1

30