Массив

Массив

Массив (в некоторых языках программирования также таблица, ряд) — набор однотипных компонентов (элементов), расположенных в памяти непосредственно друг за другом, доступ к которым осуществляется по индексу (индексам). В отличие от списка, массив является структурой с произвольным доступом[1].

Размерность массива — количество индексов, необходимое для однозначного доступа к элементу массива[2][3].

Форма или структура массива — количество размерностей и размер (протяжённость) массива для каждой размерности[4], может быть представлен одномерным массивом[5].

В языке программирования APL массив является основным типом данных (при этом нуль-мерный массив называется скаляром, одномерный — вектором, двумерный — матрицей)[5].

В ряде языков программирования, например, Лисп, JavaScript, PHP, Ruby применяются также ассоциативные массивы (или хэш-массивы), в которых элементы не обязательно являются однотипными, а доступ к ним не обязательно осуществляется по индексу.

Содержание

Общее описание

Массив — упорядоченный набор данных, для хранения данных одного типа, идентифицируемых с помощью одного или нескольких индексов. В простейшем случае массив имеет постоянную длину и хранит единицы данных одного и того же типа.

Количество используемых индексов массива может быть различным. Массивы с одним индексом называют одномерными, с двумя — двумерными и т. д. Одномерный массив нестрого соответствует вектору в математике, двумерный — матрице. Чаще всего применяются массивы с одним или двумя индексами, реже — с тремя, ещё большее количество индексов встречается крайне редко.

Пример статического массива на языке Паскаль
    {Одномерный массив целых чисел.
     Нумерация элементов от 1 до 15} 
  a: array [1..15] of Integer;
    {Двумерный массив символов.
     Нумерация по столбцам по типу Byte (от 0 до 255)
     по строкам от 1 до 5}
  multiArray : array [Byte, 1..5] of Char; 
    {Одномерный массив из строк.
     Нумерация по типу word (от 0 до 65536)}
  rangeArray : array [Word] of String;
Пример статического массива на С/С++
  int Array[10];         // Одномерный массив целых чисел размера 10
                         // Нумерация элементов от 0 до 9 
  double Array[12][15];  // Двумерный массив вещественных чисел двойной точности
                         // размера 12 на 15.
                         // Нумерация по столбцам от 0 то 11, по строкам от 0 до 14

Поддержка индексных массивов (свой синтаксис объявления, функции для работы с элементами и т. д.) есть в большинстве высокоуровневых языков программирования. Максимально допустимая размерность массива, типы и диапазоны значений индексов, ограничения на типы элементов определяются языком программирования и/или конкретным транслятором.

В языках программирования, допускающих объявления программистом собственных типов, как правило, существует возможность создания типа «массив». В определении такого типа может указываться размер, тип элемента, диапазон значений и типы индексов. В дальнейшем возможно определение переменных созданного типа. Все такие переменные-массивы имеют одну структуру. Некоторые языки поддерживают для переменных-массивов операции присваивания (когда одной операцией всем элементам массива присваиваются значения соответствующих элементов другого массива).

Объявление типа «массив» в языке Паскаль
  type
    TArrayType = array [0..9] of Integer; (* Объявления типа "массив" *)
  var
    arr1, arr2, arr3: TArrayType; (* Объявление трёх переменных-массивов одного типа *)

Специфические типы массивов

Динамические массивы

Динамическим называется массив, размер которого может меняться во время исполнения программы. Для изменения размера динамического массива язык программирования, поддерживающий такие массивы, должен предоставлять встроенную функцию или оператор. Динамические массивы дают возможность более гибкой работы с данными, так как позволяют не прогнозировать хранимые объёмы данных, а регулировать размер массива в соответствии с реально необходимыми объёмами. Обычные, не динамические массивы называют ещё статическими.

Пример динамического массива на Delphi
  byteArray  : Array of Byte;           // Одномерный массив
  multiArray : Array of Array of string;  // Многомерный массив
Пример динамического массива на Си
  float *array1; // Одномерный массив 
  int **array2; // Двумерный массив
  array1 = (float*) malloc(10 * sizeof(float)); // выделение 10 блоков по sizeof(float) байт каждый 
  array2 = (int**) malloc(16 * sizeof(int*));   // выделение 16 блоков по sizeof(int*) байт каждый. Сюда будут записаны указатели на одномерные массивы-строки
  for(i = 0; i < 16; i++)
       array2[i] = (int*) malloc(8 * sizeof(int)); // выделение 8 блоков по sizeof(int) байт каждый. Это одномерные массивы - строки матрицы.
// Обращение к массиву
array1[i]=5.0; // Записи эквивалентны. Первая с использованием индекса,
*(array1+i)=5.0; // вторая с операцией разыменования.
array2[i][j]=6; // Записи эквивалентны. Первая с использованием индекса,
*(*(array2+i)+j)=6; // вторая с операцией разыменования.

Пример динамического массива на С++

  float *array1; // Одномерный массив 
  int **array2; // Многомерный массив
  array1 = new float[10]; // выделение 10 блоков размером типа float
  array2 = new int*[16];   // выделение 16 блоков размером типа указателя на int
  for(int i = 0; i < 16; i++)
  {
       array2[i] = new int[8];
  }

Гетерогенные массивы

Гетерогенным называется массив, в разные элементы которого могут быть непосредственно записаны значения, относящиеся к различным типам данных. Массив, хранящий указатели на значения различных типов, не является гетерогенным, так как собственно хранящиеся в массиве данные относятся к единственному типу — типу «указатель». Гетерогенные массивы удобны как универсальная структура для хранения наборов данных произвольных типов. Отсутствие их поддержки в языке программирования приводит к необходимости реализации более сложных схем хранения данных. С другой стороны, реализация гетерогенности требует усложнения механизма поддержки массивов в трансляторе языка. Гетерогенный массив как встроенный тип данных присутствует в языках PHP и [источник не указан 33 дня].

Реализация

Одним из способом реализации статических массивов с одним типом элементов является следующий (в Фортране порядок индексов противоположен таковому в Си[4]):

  1. Под массив выделяется непрерывный блок памяти объёмом S*m1*m2*m3…mn, где S — размер одного элемента, а m1…mn — размеры диапазонов индексов (то есть количество значений, которые может принимать соответствующий индекс).
  2. При обращении к элементу массива A[i1, i2, i3, …, in] адрес соответствующего элемента вычисляется как B+S*((…(i1p*m1+i2p)*m2+…+i(n-1)p)*mn-1+inp), где B — база (адрес начала блока памяти массива), ikp — значение k-го индекса, приведённое к целому с нулевым начальным смещением.

Таким образом, адрес элемента с заданным набором индексов вычисляется так, что время доступа ко всем элементам массива одинаково.

Первый элемент массива, в зависимости от языка программирования, может иметь различный индекс. Различают три основных разновидности массивов: с отсчетом от нуля (zero-based), с отсчетом от единицы (one-based) и с отсчетом от специфического значения заданного программистом (n-based). Отсчет индекса элемента массивов с нуля более характерен для низкоуровневых языков программирования, однако этот метод был использован в языках более высокого уровня языком программирования Си.

Более сложные типы массивов — динамические и гетерогенные — реализуются сложнее.

Достоинства

  • лёгкость вычисления адреса элемента по его индексу (поскольку элементы массива располагаются один за другим)
  • одинаковое время доступа ко всем элементам
  • малый размер элементов: они состоят только из информационного поля

Недостатки

  • для статического массива — отсутствие динамики, невозможность удаления или добавления элемента без сдвига других
  • для динамического и/или гетерогенного массива — более низкое (по сравнению с обычным статическим) быстродействие и дополнительные накладные расходы на поддержку динамических свойств и/или гетерогенности.
  • при работе с массивом в стиле C (с указателями) и при отсутствии дополнительных средств контроля — угроза выхода за границы массива и повреждения данных

См. также

Литература

  • Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных = Algoritms and data structure. — М.: Мир, 1989. — 360 с. — ISBN 5-03-001045-9
  • Хювёнен Э., Сеппянен Й. Мир Лиспа. Введение в язык ЛИСП и функциональное программирование. В 2-х т. = Lisp-maailma: Johdatus kieleen ja ohjelmointiin / Пер. с финск. — М.: Мир, 1990. — ISBN 5-03-001935-9
  • Магариу Н. А. Язык программирования АПЛ. — М.: «Радио и связь», 1983. — 96 с.
  • Бартеньев О. В. Современный Фортран. — 3-е изд., доп. и перераб.. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2000. — 449 с.

Примечания


Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

Смотреть что такое "Массив" в других словарях:

  • МАССИВ — Искусственный большой камень из бетона. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МАССИВ искусствен. камень больших размеров из бетона, употр. для подводн. сооружений. Словарь иностранных слов, вошедших в… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • МАССИВ — (французское massif, буквально мощный, сплошной), 1) горная возвышенность, сравнительно мало расчлененная и имеющая примерно одинаковые размеры в длину и ширину (например, массив Тянь Шаня). 2) Большое пространство, однородное по каким либо… …   Современная энциклопедия

  • массив — V массив Массив переменной размерности разновидность коллекции, см. также nested table (вложенная таблица). Отличается от вложенной таблицы тем, что 1) должен иметь ограничение по числу элементов; 2) в БД хранится вместе с другими столбцами… …   Справочник технического переводчика

  • МАССИВ — МАССИВ, массива, муж. (франц. massif). Возвышенность, основная, наиболее высокая часть горной местности. Горный массив. Центральный массив Кавказа. || Большое пространство, однородное по своему географическому типу. Лесные массивы севера.… …   Толковый словарь Ушакова

  • МАССИВ — (франц. massif букв. мощный, сплошной), совокупность многих однородных по каким либо признакам объектов, предметов, данных и т. п., напр. массив жилой, лесной, информационный и т. д. Массивом называется также искусственный камень правильной формы …   Большой Энциклопедический словарь

  • Массив — последовательность однотипных элементов, число которых фиксировано и которым присвоено одно имя. Положение элемента в массиве однозначно определяется его индексами. Выделяют одномерные массивы (вектора) и двумерные массивы (матрицы). По английски …   Финансовый словарь

  • массив — скопление, сосредоточение, конгломерат Словарь русских синонимов. массив сущ., кол во синонимов: 8 • амба (54) • жилмас …   Словарь синонимов

  • Массив — часть застроенной территории населенного пункта, ограниченная свободной (незастроенной) площадью. Массив может быть разделен на несколько регистраторских участков... Источник: ПРИКАЗ Росстата от 13.04.2009 N 61 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ПЕРЕПИСНЫХ… …   Официальная терминология

  • МАССИВ — МАССИВ, в вычислительной технике часть ДАННЫХ, обычно архива, который, в свою очередь, является частью БАЗЫ ДАННЫХ …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • МАССИВ — МАССИВ, а, муж. 1. Горная возвышенность с плоской вершиной, однородная по геологическому строению. Горные массивы. 2. Большое пространство, однородное по каким н. признакам. Лесные массивы. Степной, водный м. Жилой м. (несколько жилых кварталов) …   Толковый словарь Ожегова

  • Массив — искусственный камень больших размеров из бетона,употребляемый для подводной кладки в портах. М. применялись ещеримлянами, но вновь изобретены и введены в строительную практикуфранцузом Пуарелем. Первоначально употреблены были в Алжирском порте… …   Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

Книги

Другие книги по запросу «Массив» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.