- •Содержание
- •Лабараторная работа №9. Классы хранения и видимость переменных.
- •Теоретические сведения.
- •Варианты индивидуальных заданий.
- •Приложение.
- •Лабораторная работа № 10. Препроцессорные средства.
- •Теоретические сведения.
- •1. Состав директив препроцессора и стадии препроцессорной обработки.
- •2. Стадии препроцессорной обработки.
- •3. Замены в тексте программы.
- •5. Включение текстов из файлов
- •6. Условная компиляция.
- •7. Операция defined.
- •8. Макроподстановки средствами препроцессора
- •9. Моделирование многомерных массивов.
- •10. Отличия макросов от функций.
- •11. Препроцессорные операции в строке замещения.
- •12. Вспомогательные директивы.
- •13. Реакция на ошибки.
- •14. Пустая директива.
- •15. Встроенные (заранее определенные) макроимена
- •Варианты индивидуальных заданий.
- •Лабораторная работа № 11. Динамическое распределение памяти.
- •Теоретические сведения.
- •1. Функции malloc и free.
- •2. Операторы new и delete
- •Варианты индивидуальных заданий.
- •Лабораторная работа № 12. Структура данных «список».
- •Теоретические сведения.
- •1. Основные определения.
- •2. Операции над списками.
- •3. Пример реализации односвязного списка с помощью массива структур.
- •4. Пример реализации двусвязного списка с помощью массива данных
- •Варианты индивидуальных заданий.
- •Лабораторная работа №13. Очереди. Операции над очередями. Деки.
- •Теоретические сведения.
- •Варианты индивидуальных заданий.
- •Лабораторная работа №14. Стеки. Очереди. Операции над стеками и очередями.
- •Теоретические сведения.
- •Варианты индивидуальных заданий.
- •Лабораторная работа №15.
- •Анализ пузырьковой сортировки. Пузырьковая сортировка обладает несколькими характеристиками:
- •2. Сортировка методом выбора.
- •3. Сортировка методом вставки.
- •4. Сортировка методом Шелла.
- •5. Сортировка методом Хоора.
- •6. Алгоритмы поиска.
- •Задание.
- •Лабораторная работа №16. Программирование алгоритмов вычислительной математики.
- •Теоретические сведения.
- •Литература
9. Моделирование многомерных массивов.
Основным понятием в языке Си является одномерный массив, а возможности формирования многомерных массивов (особенно с переменными размерами) весьма ограниченны.Напомним, что нумерация элементов массивов в языке Си начинается с нуля, т.е. для обращения к начальному (первому) элементу массива требуется нулевое значение индекса.
При работе с матрицами обе указанные особенности массивов языка Си создают, по крайней мере, неудобства. Во-первых, при обращении к элементу матрицы нужно указывать два индекса – номер строки и номер столбца элемента матрицы. Во-вторых, нумерацию строк и столбцов матрицы принято начинать с 1.
Применение макросов для организации доступа к элементам массива позволяет программисту обойти оба указанных затруднения, правда, за счет нетрадиционных обозначений индексированных элементов. (Индексы в макросах, представляющих элементы массивов матриц, заключены в круглые, а не в квадратные скобки).
Рассмотрим следующую программу:
Пример 10.17
#define N 4 /* Число строк матрицы */
#define M 5 /* Число столбцов матрицы */
#define A(i,j) x[M*(i-l) + (j-1)]
#include <stdio.h>
void main ( ) {
/* Определение одномерного массива */
double x[N*M];
int i, j, k;
for (k = 0; k < N*M; k++)
x[k]=k;
for (i = l; i <= N; i++) /* Перебор строк */
{
printf (“\n Строка %d:”, i);
/* Перебор элементов строки */
for (j = l; j <= M; j++)
printf<” %6.1f”, A(i, j)); } }
Рисунок 10.2 Результат выполнения программы:
-
Строка 1
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
Строка 2
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
Строка 3
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
Строка 4
15.0
16.0
17.0
18.0
19.0
В программе определен одномерный массив х[ ], количество элементов в котором зависит от значений препроцессорных идентификаторов N и М.
Значения элементам массива х[ ] присваиваются в цикле с параметром k. А вот далее для доступа к элементам того же массива х[ ] используются макровызовы вида A(i,j), причем i изменяется от 1 до N, а переменная j изменяется во внутреннем цикле от 1 до М. Переменная i соответствует номеру строки матрицы, а переменная j играет роль второго индекса, т.е. указывает номер столбца. При таком подходе программист оперирует с достаточно естественными обозначениями A(i,j) элементов матрицы, причем нумерация столбцов и строк начинается с 1, как и предполагается в матричном исчислении.
В тексте программы за счет макрорасширений в процессе препроцессорной обработки выполняются замены параметризованных обозначений A(i,j) на x[5*(i-l)+(j-1)], и далее действия выполняются над элементами одномерного массива х[ ]. Но этих преобразований не видно и можно считать, что идет работа с традиционными обозначениями матричных элементов. Использованный в программе оператор (вызов функции)
printf (“% 6.lf”, A (i, j));
после макроподстановок будет иметь вид:
printf (“% 6.lf”, x[5*(i-l) + (j-l)]);
На рис. 10.3 приведена иллюстративная схема одномерного массива х[ ] и виртуальной (существующей только в воображении программиста, использующего макроопределения) матрицы для рассмотренной программы.
Одномерный массив х(20]:
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
… |
16 |
17 |
18 |
19 |
0.0 |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
4.0 |
5.0 |
…. |
16.0 |
17.0 |
18.0 |
19.0 |
М=5 |
…. |
М=5 | ||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j-й столбец
|
|
|
|
|
|
|
|
0.0 |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
4.0 |
Матрица А |
i-я строка |
5.0 |
6.0 |
7.0 |
8.0 |
9.0 |
с |
|
10.0 |
11.0 |
12.0 |
13.0 |
14.0 |
размерами |
| ||||||
|
15.0 |
16.0 |
17.0 |
18.0 |
19.0 |
4x5 |
Рис. 10.3 Имитация матрицы с помощью макроопределения и одномерного массива:
А (1,1) соответствует х[5*( 1 -1)+(1 -1 )] = = х[0]
А (1,2) соответствует х[5*(1-1)+(2-1)] = = х[1]
А (2,1) соответствует х[5*(2-1)+(1-1)] = = х[5]
А (3,4) соответствует х[5*(3-1)+(4-1)] = = х[13]