Лабораторная работа № 11

                            Динамические массивы

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:  приобретение практических навыков создания и обработки одномерных и многомерных динамических массивов.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

    При определении статического массива: тип имя_массива [количество_элементов]  , имя_массива становится указателем на область памяти, выделяемой для размещения элементов массива. Количество элементов должно быть константой. Таким образом, размеры памяти, выделяемой под массив, заданы в определении массива. Но иногда нужно, чтобы размеры памяти были не фиксированными, а выделялись в ходе выполнения программы при решении конкретной задачи. 

    Формирование массивов с переменными размерами можно организовать с помощью указателей и средств для динамического выделения памяти. Эти средства описаны в файле <alloc.h>. Функции malloc() и calloc() динамически выделяют память в соответствии со значениями их параметров и возвращают адрес начала выделенного участка памяти. Тип возвращаемого значения указателя void *. Его можно преобразовать к указателю любого типа с помощью явного приведения типа. Функция free(void *) освобождает память, выделенную с помощью malloc() или calloc().

    int *p;

p=(int *)malloc(size); //Указателю на целое p присваивается адрес начала              выделенной области памяти размером size байт.

p=(int  *)calloc(n, size); //Указателю на целое p присваивается адрес начала выделенной области памяти размером n*size байт.

free(p); //Освобождает выделенную по адресу p память. Преобразование указателя любого типа к типу void * осуществляется автоматически, так что в качестве фактического параметра можно подставить указатель любого типа без явного приведения типов.

Пример формирования одномерного динамического массива

//lab11_1

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

#include <alloc.h>

main()

{ float *p,d;

int i,n;

printf("\n input n:");

scanf("%d",&n);

p=(float *)malloc(n*sizeof(float));

for (i=0;i<n;i++)

{printf("x[%d]=",i);

scanf("%f",&d);

p[i]=d;

}

for (i=0;i<n;i++)

{ if (i%4==0) printf("\n");

printf("\t x[%d]=%6.2f",i,p[i]);

}

free(p);

getch();

}

    Доступ к участкам выделенной памяти выполняется с помощью операции индексирования: p[i].

    Каждый элемент массива может быть, в свою очередь, массивом. Именно так конструируются динамические многомерные массивы. Рассмотрим алгоритм создания и обработки двумерного массива.

1. Определяем указатель на массив указателей , задающий адреса начала строк матрицы: тип **uk.

2. Вводим размеры матрицы n,m.

3. Создаём динамический массив указателей на указатели начала строк : uk=(тип  **)malloc(n*sizeof(тип *));

4. В цикле выделяем память под n массивов – строк по m элементов в каждом: for (i=0;i<n;i++) uk[i]=(тип *)malloc(m*sizeof(тип));

5. Обработка массива (работа с индексированными элементами uk[i][j]).

6. В цикле освобождаем память, занятую под n массивов – строк :              for (i=0;i<n;i++)  free(uk[i]);

7. Освобождаем память, занятую под массив указателей : free(uk).

 Пример обработки двумерного динамического массива

Составить программу, создающую динамическую матрицу размером n*n, заполнить матрицу случайными числами. Вычислить сумму каждой строки и поместить суммы строк в одномерный динамический массив.

//lab11_2

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

#include <stdlib.h>

#include <alloc.h>

void main()

{ int n,j,i;

float  ** matr; float * mass; // Объявляем matr - указатель на массив указателей и               //mass – указатель на одномерный массив

clrscr();

printf("Введите размер квадратной матрицы n: "); scanf("%d",&n);

mass=(float *)malloc(n*sizeof(float )); // Выделяем память под одномерный массив

if (mass==NULL)

{ puts("не создан динамический массив!");

return;}

matr=(float **)malloc(sizeof(float *)*n); //Выделяем память под массив указателей

if (matr==NULL)

   { puts("не создан динамический массив!");

return;}

randomize();

for (i=0;i<n;i++)

{ matr[i]=(float *)malloc(sizeof(float)*n); // Выделяем память под i-ю строку

if (matr[i]==NULL)

     { puts("не создан динамический массив!");

      return;}

for (j=0;j<n;j++)  matr[i][j]=random(100);

  }

for (i=0;i<n;i++)

{ mass[i]=0;

for (j=0;j<n;j++)

  mass[i]+=matr[i][j];

}

for (i=0;i<n;i++)

{ for (j=0;j<n;j++)

    printf("\t%6.2f",matr[i][j]);

printf("\n");

}

for (i=0;i<n;i++)

printf("\n сумма %d строки %8.2f",i,mass[i]);

for (i=0;i<n;i++)

    free(matr[i]); //Освобождаем память i – й строки

free(matr); // Освобождаем память массива указателей

free(mass); // Освобождаем память массива сумм

getch();

 }

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

3.1. Проанализировать приведенные программы.

3.2. Создать двумерный динамический массив и выполнить задание по своему варианту.

Варианты заданий

1. Даны матрица A размером m*n и вектор В размером m. Записать на главную диагональ элементы вектора, а в вектор - элементы главной диагонали.

2. Выбрать максимальный элемент матрицы С (размер m*n), элементы четных строк разделить на максимальный элемент, а к элементам нечетных прибавить максимальный элемент.

3. Найти минимальный элемент матрицы С (размер m*n), и поменять его местами с первым элементом.

 4. Дана матрица Е размером m*n. Вычислить суммы элементов каждого столбца. Определить наибольшее значение этих сумм и номер соответствующего столбца.

 5. В матрице К размером m*n найти в каждом столбце произведение отрицательных элементов и количество нулевых элементов в матрице .

 6. Даны две матрицы А и В одинаковой размерности m*n. Получить матрицу

C = max (a i j, b i j ), и матрицу D = min (a i j, b i j).

 7. Дана матрица Р размером m*n . Найти сумму минимальных элементов каждого столбца матрицы.

8. Даны матрицы: А размером m*k и В размером k*n.Получить матрицуС=A*В.

9. Дана матрица К размером m*n. Вычислить сумму минимальных элементов каждого столбца.

10. Дана матрица С размером m*n. Упорядочить эту матрицу по возрастанию элементов в каждом столбце.

11. Дан одномерный массив A из m элементов. Вводится число k (k<m). Получить из А матрицу, по k элементов в строке. Недостающие элементы заменить 0.

12. В матрице Т размером m*k переставить элементы в строках так, чтобы по диагонали они были упорядочены по возрастанию.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

4.1. Отличия динамического массива от статического.

4.2. Как создать одномерный динамический массив?

4.3. Как создать динамическую матрицу?

4.4. Как освобождается память, занятая под динамические структуры?