Какие существуют способы объявления массива

Массивы

В структуре данных массива можно хранить несколько переменных одного типа. Чтобы объявить массив, следует указать тип его элементов. Если требуется, чтобы массив мог хранить элементы любого типа, можно указать object в качестве его типа. В унифицированной системе типов C# все типы, стандартные и определяемые пользователем, ссылочные типы и типы значений напрямую или косвенно наследуются из Object.

type[] arrayName; 

Массив имеет следующие свойства:

• Массив может быть одномерным, многомерным или многомерным.
• Число измерений задается при объявлении переменной массива. Длина каждого измерения устанавливается при создании экземпляра массива. Эти значения нельзя изменить во время существования экземпляра.
• Массив массивов является массивом массивов, и каждый массив элементов имеет значение null по умолчанию.
• Массивы индексируются от нуля: массив с n элементами индексируется от 0 до n-1 .
• Элементы массива могут иметь любой тип, в том числе тип массива.
• Типы массивов — это ссылочные типы, производные от абстрактного базового типа Array. Все массивы реализуют IList и IEnumerable. Для итерации по массиву можно использовать оператор foreach. Одномерные массивы также реализуют IList и IEnumerable .

Элементы массива можно инициализировать в известные значения при создании массива. Начиная с C# 12, все типы коллекций можно инициализировать с помощью выражения Collection. Элементы, которые не инициализированы, имеют значение по умолчанию. Значение по умолчанию — это 0-разрядный шаблон. Все ссылочные типы (включая типы, не допускающие значение NULL), имеют значения null . Все типы значений имеют 0-разрядные шаблоны. Это означает, Nullable.HasValue что свойство имеет false значение, и Nullable.Value свойство не определено. В реализации Value .NET свойство создает исключение.

В следующих примерах создаются одномерные массивы, многомерные массивы и массивы массивов:

// Declare a single-dimensional array of 5 integers. int[] array1 = new int[5]; // Declare and set array element values. int[] array2 = [1, 2, 3, 4, 5, 6]; // Declare a two dimensional array. int[,] multiDimensionalArray1 = new int[2, 3]; // Declare and set array element values. int[,] multiDimensionalArray2 = < < 1, 2, 3 >, < 4, 5, 6 >>; // Declare a jagged array. int[][] jaggedArray = new int[6][]; // Set the values of the first array in the jagged array structure. jaggedArray[0] = [1, 2, 3, 4]; 

Одномерные массивы

Одномерный массив — это последовательность таких элементов. Доступ к элементу осуществляется через его индекс. Индекс — это порядковое положение в последовательности. Первый элемент в массиве находится в индексе 0 . Для создания одномерного массива используется оператор new и указывается тип элементов массива и число элементов. В следующем примере объявляются и инициализируется одномерные массивы:

int[] array = new int[5]; string[] weekDays = ["Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat"]; Console.WriteLine(weekDays[0]); Console.WriteLine(weekDays[1]); Console.WriteLine(weekDays[2]); Console.WriteLine(weekDays[3]); Console.WriteLine(weekDays[4]); Console.WriteLine(weekDays[5]); Console.WriteLine(weekDays[6]); /*Output: Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat */ 

Первое объявление объявляет неинициализированный массив из пяти целых чисел от array[0] до array[4] . Элементы массива инициализируются до значения по умолчанию для типа элемента. Для целых чисел это 0 . Второе объявление объявляет массив строк и инициализирует все семь значений этого массива. Оператор foreach выполняет итерацию элементов массива weekday и выводит все значения. Для одномерных массивов оператор обрабатывает элементы в увеличении порядка индексов foreach , начиная с индекса 0 и заканчивая индексом Length — 1 .

Передача одномерных массивов в качестве аргументов

Инициализированный одномерный массив можно передать в метод. В следующем примере массив строк инициализируется и передается в качестве аргумента в метод DisplayArray для строк. Этот метод отображает элементы массива. Затем метод ChangeArray размещает элементы массива в обратном порядке, а метод ChangeArrayElements изменяет первые три элемента массива. После возврата каждого метода метод DisplayArray показывает, что передача массива по значению не препятствует изменению элементов массива.

class ArrayExample < static void DisplayArray(string[] arr) =>Console.WriteLine(string.Join(" ", arr)); // Change the array by reversing its elements. static void ChangeArray(string[] arr) => Array.Reverse(arr); static void ChangeArrayElements(string[] arr) < // Change the value of the first three array elements. arr[0] = "Mon"; arr[1] = "Wed"; arr[2] = "Fri"; >static void Main() < // Declare and initialize an array. string[] weekDays = ["Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat"]; // Display the array elements. DisplayArray(weekDays); Console.WriteLine(); // Reverse the array. ChangeArray(weekDays); // Display the array again to verify that it stays reversed. Console.WriteLine("Array weekDays after the call to ChangeArray:"); DisplayArray(weekDays); Console.WriteLine(); // Assign new values to individual array elements. ChangeArrayElements(weekDays); // Display the array again to verify that it has changed. Console.WriteLine("Array weekDays after the call to ChangeArrayElements:"); DisplayArray(weekDays); >> // The example displays the following output: // Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat // // Array weekDays after the call to ChangeArray: // Sat Fri Thu Wed Tue Mon Sun // // Array weekDays after the call to ChangeArrayElements: // Mon Wed Fri Wed Tue Mon Sun 

Многомерные массивы

Массивы могут иметь несколько измерений. Например, следующие объявления создают четыре массива: два имеют два измерения, два имеют три измерения. Первые два объявления объявляют длину каждого измерения, но не инициализировать значения массива. Во втором двух объявлениях используется инициализатор для задания значений каждого элемента в многомерном массиве.

int[,] array2DDeclaration = new int[4, 2]; int[,,] array3DDeclaration = new int[4, 2, 3]; // Two-dimensional array. int[,] array2DInitialization = < < 1, 2 >, < 3, 4 >, < 5, 6 >, < 7, 8 >>; // Three-dimensional array. int[,,] array3D = new int[,,] < < < 1, 2, 3 >, < 4, 5, 6 >>, < < 7, 8, 9 >, < 10, 11, 12 >> >; // Accessing array elements. System.Console.WriteLine(array2DInitialization[0, 0]); System.Console.WriteLine(array2DInitialization[0, 1]); System.Console.WriteLine(array2DInitialization[1, 0]); System.Console.WriteLine(array2DInitialization[1, 1]); System.Console.WriteLine(array2DInitialization[3, 0]); System.Console.WriteLine(array2DInitialization[3, 1]); // Output: // 1 // 2 // 3 // 4 // 7 // 8 System.Console.WriteLine(array3D[1, 0, 1]); System.Console.WriteLine(array3D[1, 1, 2]); // Output: // 8 // 12 // Getting the total count of elements or the length of a given dimension. var allLength = array3D.Length; var total = 1; for (int i = 0; i < array3D.Rank; i++) < total *= array3D.GetLength(i); >System.Console.WriteLine($" equals "); // Output: // 12 equals 12 

Для многомерных массивов элементы пересекаются таким образом, что индексы самого правого измерения увеличиваются сначала, а затем следующее левое измерение и т. д. до самого левого индекса. В следующем примере перечисляется как 2D, так и трехмерный массив:

int[,] numbers2D = < < 9, 99 >, < 3, 33 >, < 5, 55 >>; foreach (int i in numbers2D) < System.Console.Write($""); > // Output: 9 99 3 33 5 55 int[,,] array3D = new int[,,] < < < 1, 2, 3 >, < 4, 5, 6 >>, < < 7, 8, 9 >, < 10, 11, 12 >> >; foreach (int i in array3D) < System.Console.Write($""); > // Output: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 

В массиве 2D можно считать левый индекс строкой и правым индексом в качестве столбца .

Однако с многомерными массивами, используя вложенный цикл, вы можете более контролировать порядок обработки элементов массива:

int[,,] array3D = new int[,,] < < < 1, 2, 3 >, < 4, 5, 6 >>, < < 7, 8, 9 >, < 10, 11, 12 >> >; for (int i = 0; i < array3D.GetLength(0); i++) < for (int j = 0; j < array3D.GetLength(1); j++) < for (int k = 0; k < array3D.GetLength(2); k++) < System.Console.Write($""); > System.Console.WriteLine(); > System.Console.WriteLine(); > // Output (including blank lines): // 1 2 3 // 4 5 6 // // 7 8 9 // 10 11 12 // 

Передача многомерных массивов в качестве аргументов

Инициализированный многомерный массив можно передать в метод так же, как и одномерный массив. В следующем коде показано разделяемое объявление метода печати, который принимает в качестве аргумента двухмерный массив. Новый массив можно инициализировать и передать за один шаг, как показано в следующем примере. В следующем примере инициализируется двухмерный массив целых чисел, который передается в метод Print2DArray . Этот метод отображает элементы массива.

static void Print2DArray(int[,] arr) < // Display the array elements. for (int i = 0; i < arr.GetLength(0); i++) < for (int j = 0; j < arr.GetLength(1); j++) < System.Console.WriteLine("Element(,)=", i, j, arr[i, j]); > > > static void ExampleUsage() < // Pass the array as an argument. Print2DArray(new int[,] < < 1, 2 >, < 3, 4 >, < 5, 6 >, < 7, 8 >>); > /* Output: Element(0,0)=1 Element(0,1)=2 Element(1,0)=3 Element(1,1)=4 Element(2,0)=5 Element(2,1)=6 Element(3,0)=7 Element(3,1)=8 */ 

Массивы массивов

Массив массивов — это массив, элементы которого являются массивами и могут быть различных размеров. Многообразный массив иногда называется массивом массивов. Его элементы являются ссылочными типами и инициализированы в null . В следующих примерах показано, как объявлять и инициализировать массивы массивов, а также получать доступ к ним. Первый пример объявляется jaggedArray в одной инструкции. Каждый содержащийся массив создается в последующих инструкциях. Второй пример jaggedArray2 объявлен и инициализирован в одной инструкции. Массивы массивов и многомерные массивы можно смешивать. Последним примером jaggedArray3 является объявление и инициализация одномерного массива, содержащего три двухмерных элемента массива разных размеров.

int[][] jaggedArray = new int[3][]; jaggedArray[0] = [1, 3, 5, 7, 9]; jaggedArray[1] = [0, 2, 4, 6]; jaggedArray[2] = [11, 22]; int[][] jaggedArray2 = [ [1, 3, 5, 7, 9], [0, 2, 4, 6], [11, 22] ]; // Assign 77 to the second element ([1]) of the first array ([0]): jaggedArray2[0][1] = 77; // Assign 88 to the second element ([1]) of the third array ([2]): jaggedArray2[2][1] = 88; int[][,] jaggedArray3 = [ new int[,] < , >, new int[,] < , , >, new int[,] < , , > ]; Console.Write("", jaggedArray3[0][1, 0]); Console.WriteLine(jaggedArray3.Length); 

Элементы массива должны быть инициализированы перед их использованием. Каждый из элементов является массивом. Кроме того, можно использовать инициализаторы для заполнения элементов массива значениями. При использовании инициализаторов не требуется размер массива.

В этом примере создается массив, элементы которого являются массивами. Все элементы массива имеют разный размер.

// Declare the array of two elements. int[][] arr = new int[2][]; // Initialize the elements. arr[0] = [1, 3, 5, 7, 9]; arr[1] = [2, 4, 6, 8]; // Display the array elements. for (int i = 0; i < arr.Length; i++) < System.Console.Write("Element(): ", i); for (int j = 0; j < arr[i].Length; j++) < System.Console.Write("", arr[i][j], j == (arr[i].Length - 1) ? "" : " "); > System.Console.WriteLine(); > /* Output: Element(0): 1 3 5 7 9 Element(1): 2 4 6 8 */ 

Неявно типизированные массивы

Можно создать неявно типизированный массив, в котором тип экземпляра массива выводится из элементов, указанных в инициализаторе массива. Правила для любой неявно типизированной переменной также применяются к неявно типизированным массивам. Дополнительные сведения см. в разделе Неявно типизированные локальные переменные.

В следующих примерах показано, как создать неявно типизированный массив:

int[] a = new[] < 1, 10, 100, 1000 >; // int[] // Accessing array Console.WriteLine("First element: " + a[0]); Console.WriteLine("Second element: " + a[1]); Console.WriteLine("Third element: " + a[2]); Console.WriteLine("Fourth element: " + a[3]); /* Outputs First element: 1 Second element: 10 Third element: 100 Fourth element: 1000 */ var b = new[] < "hello", null, "world" >; // string[] // Accessing elements of an array using 'string.Join' method Console.WriteLine(string.Join(" ", b)); /* Output hello world */ // single-dimension jagged array int[][] c = [ [1,2,3,4], [5,6,7,8] ]; // Looping through the outer array for (int k = 0; k < c.Length; k++) < // Looping through each inner array for (int j = 0; j < c[k].Length; j++) < // Accessing each element and printing it to the console Console.WriteLine($"Element at c[][] is: "); > > /* Outputs Element at c[0][0] is: 1 Element at c[0][1] is: 2 Element at c[0][2] is: 3 Element at c[0][3] is: 4 Element at c[1][0] is: 5 Element at c[1][1] is: 6 Element at c[1][2] is: 7 Element at c[1][3] is: 8 */ // jagged array of strings string[][] d = [ ["Luca", "Mads", "Luke", "Dinesh"], ["Karen", "Suma", "Frances"] ]; // Looping through the outer array int i = 0; foreach (var subArray in d) < // Looping through each inner array int j = 0; foreach (var element in subArray) < // Accessing each element and printing it to the console Console.WriteLine($"Element at d[][] is: "); j++; > i++; > /* Outputs Element at d[0][0] is: Luca Element at d[0][1] is: Mads Element at d[0][2] is: Luke Element at d[0][3] is: Dinesh Element at d[1][0] is: Karen Element at d[1][1] is: Suma Element at d[1][2] is: Frances */ 

В предыдущем примере обратите внимание, что с неявно типизированными массивами квадратные скобки не используются слева от инструкции инициализации. Кроме того, многомерные массивы инициализированы так new [] же, как и одномерные массивы.

При создании анонимного типа, содержащего массив, этот массив необходимо неявно типизировать в инициализаторе объекта типа. В следующем примере contacts представляет собой неявный типизированный массив анонимных типов, каждый из которых содержит массив с именем PhoneNumbers . Ключевое var слово не используется внутри инициализаторов объектов.

var contacts = new[] < new < Name = " Eugene Zabokritski", PhoneNumbers = new[] < "206-555-0108", "425-555-0001" >>, new < Name = " Hanying Feng", PhoneNumbers = new[] < "650-555-0199" >> >; 

Совместная работа с нами на GitHub

Источник этого содержимого можно найти на GitHub, где также можно создавать и просматривать проблемы и запросы на вытягивание. Дополнительные сведения см. в нашем руководстве для участников.

Какие существуют способы объявления массива

Массив представляет набор однотипных значений. Объявление массива похоже на объявление обычной переменной, которая хранит одиночное значение, причем есть два способа объявления массива:

тип_данных название_массива[]; // либо тип_данных[] название_массива;

Например, определим массив чисел:

int nums[]; int[] nums2;

После объявления массива мы можем инициализовать его:

int nums[]; nums = new int[4]; // массив из 4 чисел

Создание массива производится с помощью следующей конструкции: new тип_данных[количество_элементов] , где new — ключевое слово, выделяющее память для указанного в скобках количества элементов. Например, nums = new int[4]; — в этом выражении создается массив из четырех элементов int, и каждый элемент будет иметь значение по умолчанию — число 0.

Также можно сразу при объявлении массива инициализировать его:

int nums[] = new int[4]; // массив из 4 чисел int[] nums2 = new int[5]; // массив из 5 чисел

При подобной инициализации все элементы массива имеют значение по умолчанию. Для числовых типов (в том числе для типа char) это число 0, для типа boolean это значение false , а для остальных объектов это значение null . Например, для типа int значением по умолчанию является число 0, поэтому выше определенный массив nums будет состоять из четырех нулей.

Однако также можно задать конкретные значения для элементов массива при его создании:

// эти два способа равноценны int[] nums = new int[] < 1, 2, 3, 5 >; int[] nums2 = < 1, 2, 3, 5 >;

Стоит отметить, что в этом случае в квадратных скобках не указывается размер массива, так как он вычисляется по количеству элементов в фигурных скобках.

После создания массива мы можем обратиться к любому его элементу по индексу, который передается в квадратных скобках после названия переменной массива:

int[] nums = new int[4]; // устанавливаем значения элементов массива nums[0] = 1; nums[1] = 2; nums[2] = 4; nums[3] = 100; // получаем значение третьего элемента массива System.out.println(nums[2]); // 4

Индексация элементов массива начинается с 0, поэтому в данном случае, чтобы обратиться к четвертому элементу в массиве, нам надо использовать выражение nums[3] .

И так как у нас массив определен только для 4 элементов, то мы не можем обратиться, например, к шестому элементу: nums[5] = 5; . Если мы так попытаемся сделать, то мы получим ошибку.

Длина массива

Важнейшее свойство, которым обладают массивы, является свойство length , возвращающее длину массива, то есть количество его элементов:

int[] nums = ; int length = nums.length; // 5

Нередко бывает неизвестным последний индекс, и чтобы получить последний элемент массива, мы можем использовать это свойство:

int last = nums[nums.length-1];

Многомерные массивы

Ранее мы рассматривали одномерные массивы, которые можно представить как цепочку или строку однотипных значений. Но кроме одномерных массивов также бывают и многомерными. Наиболее известный многомерный массив — таблица, представляющая двухмерный массив:

int[] nums1 = new int[] < 0, 1, 2, 3, 4, 5 >; int[][] nums2 = < < 0, 1, 2 >, < 3, 4, 5 >>;

Визуально оба массива можно представить следующим образом:

Массивы

Объекты позволяют хранить данные со строковыми ключами. Это замечательно.

Но довольно часто мы понимаем, что нам необходима упорядоченная коллекция данных, в которой присутствуют 1-й, 2-й, 3-й элементы и т.д. Например, она понадобится нам для хранения списка чего-либо: пользователей, товаров, элементов HTML и т.д.

В этом случае использовать объект неудобно, так как он не предоставляет методов управления порядком элементов. Мы не можем вставить новое свойство «между» уже существующими. Объекты просто не предназначены для этих целей.

Для хранения упорядоченных коллекций существует особая структура данных, которая называется массив, Array .

Объявление

Существует два варианта синтаксиса для создания пустого массива:

let arr = new Array(); let arr = [];

Практически всегда используется второй вариант синтаксиса. В скобках мы можем указать начальные значения элементов:

let fruits = ["Яблоко", "Апельсин", "Слива"];

Элементы массива нумеруются, начиная с нуля.

Мы можем получить элемент, указав его номер в квадратных скобках:

let fruits = ["Яблоко", "Апельсин", "Слива"]; alert( fruits[0] ); // Яблоко alert( fruits[1] ); // Апельсин alert( fruits[2] ); // Слива

Мы можем заменить элемент:

fruits[2] = 'Груша'; // теперь ["Яблоко", "Апельсин", "Груша"]

…Или добавить новый к существующему массиву:

fruits[3] = 'Лимон'; // теперь ["Яблоко", "Апельсин", "Груша", "Лимон"]

Общее число элементов массива содержится в его свойстве length :

let fruits = ["Яблоко", "Апельсин", "Слива"]; alert( fruits.length ); // 3

Вывести массив целиком можно при помощи alert .

let fruits = ["Яблоко", "Апельсин", "Слива"]; alert( fruits ); // Яблоко, Апельсин, Слива

В массиве могут храниться элементы любого типа.

// разные типы значений let arr = [ 'Яблоко', < name: 'Джон' >, true, function() < alert('привет'); >]; // получить элемент с индексом 1 (объект) и затем показать его свойство alert( arr[1].name ); // Джон // получить элемент с индексом 3 (функция) и выполнить её arr[3](); // привет

Висячая запятая

Список элементов массива, как и список свойств объекта, может оканчиваться запятой:

let fruits = [ "Яблоко", "Апельсин", "Слива", ];

«Висячая запятая» упрощает процесс добавления/удаления элементов, так как все строки становятся идентичными.

Получение последних элементов при помощи «at»

Новая возможность
Эта возможность была добавлена в язык недавно. В старых браузерах может понадобиться полифил.

Допустим, нам нужен последний элемент массива.

Некоторые языки программирования позволяют использовать отрицательные индексы для той же цели, как-то так: fruits[-1] .

Однако, в JavaScript такая запись не сработает. Её результатом будет undefined , поскольку индекс в квадратных скобках понимается буквально.

Мы можем явно вычислить индекс последнего элемента, а затем получить к нему доступ вот так: fruits[fruits.length — 1] .

let fruits = ["Apple", "Orange", "Plum"]; alert( fruits[fruits.length-1] ); // Plum

Немного громоздко, не так ли? Нам нужно дважды написать имя переменной.

К счастью, есть более короткий синтаксис: fruits.at(-1) :

let fruits = ["Apple", "Orange", "Plum"]; // то же самое, что и fruits[fruits.length-1] alert( fruits.at(-1) ); // Plum

Другими словами, arr.at(i) :

• это ровно то же самое, что и arr[i] , если i >= 0 .
• для отрицательных значений i , он отступает от конца массива.

Методы pop/push, shift/unshift

Очередь – один из самых распространённых вариантов применения массива. В области компьютерных наук так называется упорядоченная коллекция элементов, поддерживающая два вида операций:

• push добавляет элемент в конец.
• shift удаляет элемент в начале, сдвигая очередь, так что второй элемент становится первым.

Массивы поддерживают обе операции.

На практике необходимость в этом возникает очень часто. Например, очередь сообщений, которые надо показать на экране.

Существует и другой вариант применения для массивов – структура данных, называемая стек.

Она поддерживает два вида операций:

• push добавляет элемент в конец.
• pop удаляет последний элемент.

Таким образом, новые элементы всегда добавляются или удаляются из «конца».

Примером стека обычно служит колода карт: новые карты кладутся наверх и берутся тоже сверху:

Массивы в JavaScript могут работать и как очередь, и как стек. Мы можем добавлять/удалять элементы как в начало, так и в конец массива.

В компьютерных науках структура данных, делающая это возможным, называется двусторонняя очередь.

Методы, работающие с концом массива:

Удаляет последний элемент из массива и возвращает его:

let fruits = ["Яблоко", "Апельсин", "Груша"]; alert( fruits.pop() ); // удаляем "Груша" и выводим его alert( fruits ); // Яблоко, Апельсин

И fruits.pop() и fruits.at(-1) возвращают последний элемент массива, но fruits.pop() также изменяет массив, удаляя его.

Добавляет элемент в конец массива:

let fruits = ["Яблоко", "Апельсин"]; fruits.push("Груша"); alert( fruits ); // Яблоко, Апельсин, Груша

Вызов fruits.push(. ) равнозначен fruits[fruits.length] = . .

Методы, работающие с началом массива:

Удаляет из массива первый элемент и возвращает его:

let fruits = ["Яблоко", "Апельсин", "Груша"]; alert( fruits.shift() ); // удаляем Яблоко и выводим его alert( fruits ); // Апельсин, Груша

Добавляет элемент в начало массива:

let fruits = ["Апельсин", "Груша"]; fruits.unshift('Яблоко'); alert( fruits ); // Яблоко, Апельсин, Груша

Методы push и unshift могут добавлять сразу несколько элементов:

let fruits = ["Яблоко"]; fruits.push("Апельсин", "Груша"); fruits.unshift("Ананас", "Лимон"); // ["Ананас", "Лимон", "Яблоко", "Апельсин", "Груша"] alert( fruits );

Внутреннее устройство массива

Массив – это особый подвид объектов. Квадратные скобки, используемые для того, чтобы получить доступ к свойству arr[0] – это по сути обычный синтаксис доступа по ключу, как obj[key] , где в роли obj у нас arr , а в качестве ключа – числовой индекс.

Массивы расширяют объекты, так как предусматривают специальные методы для работы с упорядоченными коллекциями данных, а также свойство length . Но в основе всё равно лежит объект.

Следует помнить, что в JavaScript существует 8 основных типов данных. Массив является объектом и, следовательно, ведёт себя как объект.

Например, копируется по ссылке:

let fruits = ["Банан"] let arr = fruits; // копируется по ссылке (две переменные ссылаются на один и тот же массив) alert( arr === fruits ); // true arr.push("Груша"); // массив меняется по ссылке alert( fruits ); // Банан, Груша - теперь два элемента

…Но то, что действительно делает массивы особенными – это их внутреннее представление. Движок JavaScript старается хранить элементы массива в непрерывной области памяти, один за другим, так, как это показано на иллюстрациях к этой главе. Существуют и другие способы оптимизации, благодаря которым массивы работают очень быстро.

Но все они утратят эффективность, если мы перестанем работать с массивом как с «упорядоченной коллекцией данных» и начнём использовать его как обычный объект.

Например, технически мы можем сделать следующее:

let fruits = []; // создаём массив fruits[99999] = 5; // создаём свойство с индексом, намного превышающим длину массива fruits.age = 25; // создаём свойство с произвольным именем

Это возможно, потому что в основе массива лежит объект. Мы можем присвоить ему любые свойства.

Но движок поймёт, что мы работаем с массивом, как с обычным объектом. Способы оптимизации, используемые для массивов, в этом случае не подходят, поэтому они будут отключены и никакой выгоды не принесут.

Варианты неправильного применения массива:

• Добавление нечислового свойства, например: arr.test = 5 .
• Создание «дыр», например: добавление arr[0] , затем arr[1000] (между ними ничего нет).
• Заполнение массива в обратном порядке, например: arr[1000] , arr[999] и т.д.

Массив следует считать особой структурой, позволяющей работать с упорядоченными данными. Для этого массивы предоставляют специальные методы. Массивы тщательно настроены в движках JavaScript для работы с однотипными упорядоченными данными, поэтому, пожалуйста, используйте их именно в таких случаях. Если вам нужны произвольные ключи, вполне возможно, лучше подойдёт обычный объект <> .

Эффективность

Методы push/pop выполняются быстро, а методы shift/unshift – медленно.

Почему работать с концом массива быстрее, чем с его началом? Давайте посмотрим, что происходит во время выполнения:

fruits.shift(); // удаляем первый элемент с начала

Просто взять и удалить элемент с номером 0 недостаточно. Нужно также заново пронумеровать остальные элементы.

Операция shift должна выполнить 3 действия:

1. Удалить элемент с индексом 0 .
2. Сдвинуть все элементы влево, заново пронумеровать их, заменив 1 на 0 , 2 на 1 и т.д.
3. Обновить свойство length .

Чем больше элементов содержит массив, тем больше времени потребуется для того, чтобы их переместить, больше операций с памятью.

То же самое происходит с unshift : чтобы добавить элемент в начало массива, нам нужно сначала сдвинуть существующие элементы вправо, увеличивая их индексы.

А что же с push/pop ? Им не нужно ничего перемещать. Чтобы удалить элемент в конце массива, метод pop очищает индекс и уменьшает значение length .

Действия при операции pop :

fruits.pop(); // удаляем один элемент с конца

Метод pop не требует перемещения, потому что остальные элементы остаются с теми же индексами. Именно поэтому он выполняется очень быстро.

Аналогично работает метод push .

Перебор элементов

Одним из самых старых способов перебора элементов массива является цикл for по цифровым индексам:

let arr = ["Яблоко", "Апельсин", "Груша"]; for (let i = 0; i

Но для массивов возможен и другой вариант цикла, for..of :

let fruits = ["Яблоко", "Апельсин", "Слива"]; // проходит по значениям for (let fruit of fruits)

Цикл for..of не предоставляет доступа к номеру текущего элемента, только к его значению, но в большинстве случаев этого достаточно. А также это короче.

Технически, так как массив является объектом, можно использовать и вариант for..in :

let arr = ["Яблоко", "Апельсин", "Груша"]; for (let key in arr) < alert( arr[key] ); // Яблоко, Апельсин, Груша >

Но на самом деле это – плохая идея. Существуют скрытые недостатки этого способа:

1. Цикл for..in выполняет перебор всех свойств объекта, а не только цифровых. В браузере и других программных средах также существуют так называемые «псевдомассивы» – объекты, которые выглядят, как массив. То есть, у них есть свойство length и индексы, но они также могут иметь дополнительные нечисловые свойства и методы, которые нам обычно не нужны. Тем не менее, цикл for..in выведет и их. Поэтому, если нам приходится иметь дело с объектами, похожими на массив, такие «лишние» свойства могут стать проблемой.
2. Цикл for..in оптимизирован под произвольные объекты, не массивы, и поэтому в 10-100 раз медленнее. Увеличение скорости выполнения может иметь значение только при возникновении узких мест. Но мы всё же должны представлять разницу.

В общем, не следует использовать цикл for..in для массивов.

Немного о «length»

Свойство length автоматически обновляется при изменении массива. Если быть точными, это не количество элементов массива, а наибольший цифровой индекс плюс один.

Например, единственный элемент, имеющий большой индекс, даёт большую длину:

let fruits = []; fruits[123] = "Яблоко"; alert( fruits.length ); // 124

Обратите внимание, что обычно мы не используем массивы таким образом.

Ещё один интересный факт о свойстве length – его можно перезаписать.

Если мы вручную увеличим его, ничего интересного не произойдёт. Зато, если мы уменьшим его, массив станет короче. Этот процесс необратим, как мы можем понять из примера:

let arr = [1, 2, 3, 4, 5]; arr.length = 2; // укорачиваем до двух элементов alert( arr ); // [1, 2] arr.length = 5; // возвращаем length как было alert( arr[3] ); // undefined: значения не восстановились

Таким образом, самый простой способ очистить массив – это arr.length = 0; .

new Array()

Существует ещё один вариант синтаксиса для создания массива:

let arr = new Array("Яблоко", "Груша", "и тд");

Он редко применяется, так как квадратные скобки [] короче. Кроме того, у него есть хитрая особенность.

Если new Array вызывается с одним аргументом, который представляет собой число, он создаёт массив без элементов, но с заданной длиной.

Давайте посмотрим, как можно оказать себе медвежью услугу:

let arr = new Array(2); // создастся ли массив [2]? alert( arr[0] ); // undefined! нет элементов. alert( arr.length ); // length 2

Как мы видим, в коде, представленном выше, в new Array(number) все элементы равны undefined .

Чтобы избежать появления таких неожиданных ситуаций, мы обычно используем квадратные скобки, если, конечно, не знаем точно, что по какой-то причине нужен именно Array .

Многомерные массивы

Массивы могут содержать элементы, которые тоже являются массивами. Это можно использовать для создания многомерных массивов, например, для хранения матриц:

let matrix = [ [1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9] ]; alert( matrix[1][1] ); // 5, центральный элемент

toString

Массивы по-своему реализуют метод toString , который возвращает список элементов, разделённых запятыми.

let arr = [1, 2, 3]; alert( arr ); // 1,2,3 alert( String(arr) === '1,2,3' ); // true

Давайте теперь попробуем следующее:

1. Объявление массива

Здесь квадратные скобки являются элементом синтаксиса, а не признаком необязательности конструкции.

Объявление массива может иметь одну из двух синтаксических форм, указанных выше. Квадратные скобки, следующие за именем, – признак того, что переменная является массивом. Константное выражение, заключенное в квадратные скобки определяет число элементов в массиве. Индексация элементов массива в языке C++ начинается с нуля. Таким образом, последний элемент массива имеет индекс на единицу меньше, чем число элементов массива.

Во второй синтаксической форме константное выражение в квадратных скобках опущено. Эта форма может быть использована, если в объявлении массива присутствует инициализатор, либо массив объявляется как формальный параметр функции, либо данное объявление является ссылкой на объявление массива где-то в другом месте программы. Однако для многомерного массива может быть опущена только первая размерность.

Многомерный массив, или массив массивов, объявляется путем задания последовательности константных выражений в квадратных скобках, следующей за именем:
[ ][ ] . ;

Каждое константное выражение определяет количество элементов в данном измерении массива, поэтому объявление двумерного массива содержит два константных выражение, трехмерного – три и т.д.

Массив может состоять из элементов любого типа, кроме типа void и функций, т.е. элементы массива могут иметь базовый, перечислимый, структурный тип, быть объединением, указателем или массивом.

Примеры объявлений массивов

2. Инициализация массивов

Как и простые переменные, массивы могут быть инициализированы при объявлении. Инициализатор для объектов составных типов (каким является массив) состоит из списка инициализаторов, разделенных запятыми и заключенных в фигурные скобки. Каждый инициализатор в списке представляет собой либо константу соответствующего типа, либо, в свою очередь, список инициализаторов. Эта конструкция используется для инициализации многомерных массивов.

Наличие списка инициализаторов в объявлении массива позволяет не указывать число элементов по его первой размерности. В этом случае количество элементов в списке инициализаторов и определяет число элементов по первой размерности массива. Тем самым определяется размер памяти, необходимой для хранения массива. Число элементов по остальным размерностям массива, кроме первой, указывать обязательно.

Если в списке инициализаторов меньше элементов, чем в массиве, то оставшиеся элементы неявно инициализируются нулевыми значениями. Если же число инициализаторов больше, чем требуется, то выдается сообщение об ошибке.

Примеры инициализации массивов

Обратите внимание, что не существует присваивания массиву, соответствующего описанному выше способу инициализации.

3. Работа с массивами

3.1. Доступ к элементу массива

Для доступа к конкретному элементу массива используются так называемые индексные выражения:
[ ]

Здесь квадратные скобки являются требованием синтаксисам языка, а не признаком необязательности конструкции.

Индекс массива может быть не только константой, но и выражением, которое имеет целочисленный тип, например, a [ i + 1] (здесь a должно быть именем ранее объявленного массива, а i – переменной целого типа).

Объявление массива и индексное выражение, используемое для доступа к элементу массива, имеют схожий синтаксис. Различаются они по месту в программе. Это особенно важно, когда мы определяем индекс последнего элемента массива. Как было сказано ранее, индексы элементов массива в языке C начинаются с 0, и номер последнего элемента на 1 меньше количества элементов массива. Поэтому если Вы объявили массив x из 10 элементов, Вы не можете написать индексное выражение x [10], т.к. в этом случае Вы пытаетесь обратиться к элементу с индексом 10, которого нет в Вашем массиве. Компилятор не выдаст сообщения об ошибке, но результаты работы такой программы будут непредсказуемы.

Имя массива является адресом его начала! Оно имеет тип константный указатель на . Конструкция a [ i ] эквивалентна *( a + i ) (см. лекцию 5).

Для многомерного массива надо указать соответствующее количество индексов в квадратных скобках.

3.2. Обработка массивов

Для обработки элементов массива обычно используется оператор пошагового цикла for .

Для обработки многомерного массива используется соответствующее количество циклов.

Массивы не самодостаточны в том смысле, что не гарантируется хранение информации о количестве элементов вместе с самим массивом. В большинстве реализаций С++ отсутствует проверка диапазона индексов для массивов. Таков традиционный низкоуровневый подход к массивам. Более совершенное понятие массива можно реализовать при помощи классов.

В С++ массивы тесно связаны с указателями. Имя массива можно использовать в качестве указателя на его первый элемент. Гарантируется осмысленность значения указателя на элемент, следующий за последним элементом массива. Это важно для многих алгоритмов. Но ввиду того, что такой указатель на самом деле не указывает ни на какой элемент массива, его нельзя использовать ни для чтения, ни для записи. Результат получения адреса элемента массива, предшествующего первому, не определён, и такой операции следует избегать.

Неявное преобразование имени массива в указатель на его первый элемент широко используется в вызовах функций.

Неявное преобразование массива в указатель при вызове функции приводит к потере информации о размере массива. Вызываемая функция должна каким-либо образом определить этот размер, чтобы выполнять осмысленные действия.

При объявлении многомерного массива как параметра функции можно опустить только первую размерность.

Это ограничение при желании можно обойти. Правда, при этом возникают другие проблемы (см. пример 3 в конце лекции).

3.3. Ввод/вывод массивов

В языке C нет возможности вводить и выводить весь массив одним оператором ввода/вывода. Можно вводить и выводить только один элемент массива. Следовательно, для того чтобы ввести весь массив, надо использовать цикл.

Вывод также осуществляется в цикле.

В результате на экране мы увидим примерно следующий текст: a[1] = 4 a[2] = 15 a[3] = -2 .

3.4. Пример 1. Обработка одномерного массива

Даны три массива разной размерности. Определить в каком массиве больше сумма элементов. #include #include const int nmax = 100; int ArrayInput( int *n, double x[], char *fname); // Функция ввода массива из файла double Sum( double x[], int n); // Функция поиска суммы элементов массива void main( int argc, char *argv[]) < double a[nmax], b[nmax], c[nmax]; double sa, sb, sc, max; int na, nb, nc; setlocale(LC_ALL, "rus"); // Меняем кодировку для консольного приложения if (argc < 4) < printf("Недостаточно параметров!\n"); return ; >if (!ArrayInput(&na, a, argv[1])) return ; if (!ArrayInput(&nb, b, argv[2])) return ; if (!ArrayInput(&nc, c, argv[3])) return ; sa = Sum(a, na); sb = Sum(b, nb); sc = Sum(c, nc); max = sa; if (sb > max) max = sb; if (sc > max) max = sc; if (sa == max) printf(«Массив А имеет максимальную сумму элементов: %9.3lf\n», max); if (sb == max) printf(«Массив B имеет максимальную сумму элементов: %9.3lf\n», max); if (sc == max) printf(«Массив C имеет максимальную сумму элементов: %9.3lf\n», max); > double Sum( double x[], int n) < double s = 0; for ( int i = 0; i < n; i++) s += x[i]; return s; >int ArrayInput( int *n, double x[], char *fname) < FILE *file; if ((file = fopen(fname, "r")) == NULL) < printf("Невозможно открыть файл '%s'\n", fname); return 0; >if (fscanf(file, «%d», n) < 1) < printf ("Ошибка чтения из файла '%s'\n", fname); fclose(file); return 0; >if (*n < 0 || *n >nmax) < printf("Кол-во эл-тов массива должно быть от 1 до %d! (файл '%s')\n", nmax, fname); return 0; >for ( int i = 0; i < *n; i++) if (fscanf(file, "%lf", &x[i]) < 1) < printf ("Ошибка чтения из файла '%s'\n", fname); fclose(file); return 0; >fclose(file); return 1; >

3.5. Пример 2. Обработка двумерного массива

Для каждой строки матрицы проверить наличие нулевых элементов.

Первый способ

Второй способ

3.6. Пример 3. Суммирование элементов матрицы

Даны две матрицы разного размера. Функция Sum находит сумму элементов матрицы, не зависимо от того, что матрицы имеют разное количество столбцов. Обратите внимание, что функция будет выдавать корректный результат, только если используются все объявленные элементы матриц. #include #include double Sum( double *x, int m, int n); void main( int argc, char *argv[]) < const int na = 4, mb = 3, nb = 5; double a[na][na], b[mb][nb]; double sa, sb; FILE *file; setlocale(LC_ALL, "rus"); if (argc < 3) < printf("Недостаточно параметров!\n"); return ; >if ((file = fopen(argv[1], «r»)) == NULL) < printf("Невозможно открыть файл '%s'\n", argv[1]); return ; >for ( int i = 0; i < na; i++) for ( int j = 0; j < na; j++) if (fscanf(file, "%lf", &a[i][j]) < 1) < printf ("Ошибка чтения из файла '%s'\n", argv[1]); fclose(file); return ; >fclose(file); if ((file = fopen(argv[2], «r»)) == NULL) < printf("Невозможно открыть файл '%s'\n", argv[2]); return ; >for ( int i = 0; i < mb; i++) for ( int j = 0; j < nb; j++) if (fscanf(file, "%lf", &b[i][j]) < 1) < printf ("Ошибка чтения из файла '%s'\n", argv[2]); fclose(file); return ; >fclose(file); sa = Sum(a[0], na, na); // a[0] — указатель на первую строку матрицы // (и, соответственно, на начало всей матрицы). sb = Sum( reinterpret_cast < double *>(b), mb, nb); // Преобразование без проверки с помощью reinterpret_cast. // Просто b нельзя написать — это вызовет сообщение // о невозможности преобразовать матрицу в указатель. printf(«SumA = %6.2lf\nSumB = %6.2lf\n», sa, sb); > double Sum( double *x, int m, int n) < double s = 0; for ( int i = 0; i < m; i++) for ( int j = 0; j < n; j++) s += x[i * n + j]; return s; > Содержание

Похожие публикации:

1. Docker engine что это
2. Как определить является ли число степенью двойки
3. Как сделать position fixed относительно родителя
4. Папка recent в windows что это