tablice

Wstęp

Dotąd poznane typy danych pozwalały przechowywać pojedyncze elementy. Tablice pozwalają gromadzić ich wiele w jednym miejscu.

Przykładowo, gdy dokonywaliśmy obliczeń np. pola trójkąta podawaliśmy dwie liczby określające podstawę i wysokość, które przypisywaliśmy do zmiennych np. a, h. 

W innym ćwiczeniu licząc sumę kolejnych liczb korzystaliśmy z instrukcji suma = suma + a. Nie musieliśmy zapamiętać kolejnych wprowadzanych liczb i przypisywać ich do różnych zmiennych, gdyż wszystkie liczby wprowadzane były kolejno do zmiennej a i przechowywane jako wynik ich dodawania w zmiennej suma.

Nieraz zachodzi jednak konieczność przechowywania wszystkich danych np. wyniki pomiarów. Moglibyśmy każdemu pomiarowi przypisać zmienną, ale gdyby było ich 1000, pojawiłby się problem z ich nazwaniem (zabrakłoby liter w alfabecie), a do tego pomiary te przypisane do różnych zmiennych nie byłyby ze sobą powiązane, co utrudniałoby wykonanie wielu operacji.  Wygodniej zastosować tablice.  

Tablica (ang. array) to złożona struktura danych, która przechowuje wiele elementów tego samego typu (inaczej: sposób organizacji danych tego samego typu)

• wszystkie elementy tablicy umieszczane są w pamięci naszego komputera razem w jednym miejscu,

• elementy tablicy są ponumerowane; numer elementu to indeks; indeksy w C++ rozpoczynają się od wartości 0,

• do każdego z tych elementów możemy się odwołać, posługując się nazwą tablicy i indeksem określającym numer danego elementu,

• nazwa tablicy jest równocześnie adresem jej zerowego elementu,

• możemy tworzyć tablice dowolnego typu wbudowanego w strukturę C++ oraz tablice własnych typów takich jak struktury czy klasy.

Deklarowanie tablicy (jednowymiarowej)

Tablica jest zmienną złożoną stąd przed pierwszym użyciem, podobnie jak inne zmienne, musi zostać zadeklarowana - po jej nazwie w nawiasach kwadratowych wpisujemy rozmiar tablicy (liczbę elementów). Nawiasy kwadratowe są informacją dla kompilatora, że ma do czynienia z tablicą.

Deklaracja umieszczona na liście deklaracji zmiennych ma postać:

typ_elementów nazwa_tablicy[liczba_elementów];

• typ_elementów – nazwa typu danych przechowywanych przez deklarowane zmienne np. double, int

• nazwa_tablicy - tworzona wg zasad tworzenia nazw zmiennych

• liczba_elementów - określa, ile elementów danego typu przechowuje tablica (inaczej: rozmiar tablicy); rozmiar możemy określić zmienną, ale nie da się rozmiaru podać z klawiatury (cin) i dopiero utworzyć tablicę o wczytanym rozmiarze, gdyż rozmiar tablicy musi być znany w momencie kompilacji 

Przykłady deklaracji tablic:

int a[6];         // tablica o nazwie a przechowuje 6 elementów typu int

char tab[10];     // tablica o nazwie tab przechowuje 10 wartości znakowych

double x[1000];   // tablica o nazwie x przechowuje 1000 liczb typu double

string napisy[10]; // tablica o nazwie napisy - przechowuje 10 napisów

int a[6]; polecenie tworzy tablicę o 6 elementach o indeksach:

a[0]   a[1]   a[2]   a[3]   a[4]   a[5]  

Zwróć uwagę, że ostatnim elementem tablicy int a[6] jest a[5]. Tablica nie posiada elementu o indeksie równym ilości elementów, gdyż indeksy tablic rozpoczynają się od 0. Stąd błędem (którego kompilator zwykle nie wykryje) byłoby odwołanie się w programie do a[6], czyli elementu o wartości wyższej niż ostatni element tablicy – mogłoby to spowodować nadpisanie obszaru pamięci poza tablicą, należącego do innej zmiennej.

Uwaga. Odwołując się do ostatniej komórki tablicy n-elementowej, jej indeks jest równy n-1

 Odwołanie się do danego elementu tablicy następuje przez zmienną indeksowaną:

zmienna_indeksowana[numer_elementu]

a[1]

 Danemu elementowi możemy przypisać wartość (za pomocą instrukcji przypisania)

zmienna_indeksowana [numer_elementu] = wartość;

a[1] = 10;   //przypisanie elementowi a[1] wartości 10

Przypisaną wartość możemy przypisać innej zmiennej np. 

b = a[1]; //przypisanie zmiennej b wartości elementu a[1]

Dla elementów tablicy można stosować wszystkie instrukcje modyfikacji np.:

a[3]++; //zwiększenie o 1 wartości przypisanej do komórki a[3] 

a[4] += 10; // zwiększenie wartości przypisanej do komórki a[4] o 10

Wprowadzanie wartości elementów tablicy

Do wprowadzania (wczytywania) wartości elementów tablicy może być stosowana:

• instrukcja pętli (pętle mogą wczytywać wartości tablicy i wyprowadzać je na ekran; iterator pełni funkcje indeksu - i w nawiasie [i] - tj. w każdej iteracji podawany jest indeks szufladki/elementu) 

• inicjacja tablicy – podczas deklaracji tablicy w nawiasach klamrowych umieszczamy wartości kolejnych elementów tablicy oddzielone od siebie przecinkami: int a[6] = {4, 2, 5, 6, 1};

  • Jeżeli przy deklaracji inicjujemy tablicę, nie musimy podawać jej rozmiaru - kompilator ustali go na podstawie danych inicjujących np. int a[ ] = {4, 2, 6, 5, 1};

Tablice wielowymiarowe

Oprócz tablic jednowymiarowych, można również deklarować tablice wielowymiarowe. Przykładowo tablicę dwuwymiarową można graficznie zobrazować jako tabelę z wierszami i kolumnami.

Tablicę wielowymiarową też możemy zainicjować, wpisując w nawiasach klamrowych kolejne wartości oddzielone przecinkami lub dodatkowo zwiększyć czytelność zapisu obejmując wartości kolejnych wierszy dodatkowymi klamrami.

 int tablica[4][5] = {{1,2,3,4,5} {6,7,8,9,10} {11,12,13,14,15} {16,17,18, 19, 10}};

W przypadku inicjacji tablic wielowymiarowych bez wymiaru możemy pozostawić tylko jeden – pierwszy wymiar tablicy (kompilator sam go ustali na podstawie wczytanych danych) np. 

int tablica[ ][5] = {{1,2,3,4,5} {6,7,8,9,10} {11,12,13,14,15} {16,17,18, 19, 10}};

Dane znakowe (char)

Tablica typu znakowego umożliwia przechowywanie ciągów znakowych (łańcuchów) czyli napisów. 

Przy deklaracji zmiennych typu łańcuchowego podajemy o jedną komórkę więcej do rozmiaru tablicy, gdyż ciąg znaków musi być zakończony specjalnym znakiem null zapisywanym jako  '\0' (kod ASCII = 0), dzięki któremu program wie kiedy zakończyć wypisywanie tekstu.

 Deklaracja zmiennych typu tekstowego: 

char lancuch[n+1];

czyli

char lancuch[7]; - deklaracja łańcucha o długości 6 znaków

Deklarowana długość łańcucha to jego maksymalny rozmiar, stąd tekst może posiadać mniejszą ilość znaków. Odwołanie się do znaków nieistniejących będzie błędem.

Do pojedynczego znaku łańcucha odwołujemy się tak samo jak do elementu tablicy:

lancuch[i];

Wprowadzanie danych tekstowych (wypełnianie tablicy znakami)

Inicjalizacja tablicy – wypełnienie tablicy zawartością w momencie jej tworzenia 

• pojedyncze znaki umieszczamy w apostrofach

• ciąg znaków (łańcuch) umieszczamy w cudzysłowach

 1. Podczas deklaracji tablicy w nawiasach klamrowych umieszczamy pojedyncze kolejne znaki (inicjalizacja):

 char tab[7] = {'l', 'e', 'k', 'c', 'j', 'a', '\0'};

lub

char tab1[] = {'t', 'e', 'm', 'a', 't', '\0'}; //program sam dopasuje rozmiar

2. Poprzez przypisanie wartości zmiennej w momencie jej deklarowania (inicjalizacja):

 char tab2[] = "lekcja tablice";

//podajemy ciąg znaków pamiętając o podwójnym cudzysłowie; nie określamy liczby elementów tablicy - kompilator ustali rozmiar na podstawie dostarczonego tekstu (wszystkie znaki tekstu oraz kończący je znak NUL). 

3. Poprzez wprowadzanie znaków z klawiatury za pomocą obiektu cin (dane zostaną zredukowane do jednego wyrazu;  obiekt cin wczytuje dane do napotkania pierwszej spacji lub znaku końca linii):

char tab3[40];

cin>>tab3;

4. Przez wprowadzenie danych w pętli po zadeklarowaniu zmiennej jako tablicy znaków:

char tab4[10];

for (i=0; i<10; i++) cin >> tab4[i];

Ważne by nie mylić omówionych sposobów wypełniania tablicy (inicjalizacja, pętle, cin) ze zwykłym operatorem przypisania. W przypadku tablic wykonywane są operacje złożone (np. sprawdzenie pojemności, ilości znaków do przekopiowania) i nie można w poniższy sposób przypisywać danych.

Błędem byłoby:

char tab5[20]; //tworzenie tablicy 20 znaków

tab5 = "informatyka";

cout << tab5;