Как заполнить одномерный массив из файла с

Обновлено: 07.07.2024

В следующем примере кода показано, как создать одномерный массив целых чисел с элементами от 0 до 9:

int[] arrayName = new int[10];

Создание и одновременно инициализация массива:

В следующем примере кода используется индекс для доступа к элементу с индексом 2:

int[] oldNumbers = < 1, 2, 3, 4, 5 >; int number = oldNumbers[2]; // 3

В следующем примере кода показано, как использовать цикл for для итерации по массиву:

int[] oldNumbers = < 1, 2, 3, 4, 5 >; for (int i = 0; i < oldNumbers.Length; i++)

Использование цикла foreach :

foreach (var x in oldNumbers ) Console.Write($" ");

Функция Random

Рассмотрим пример инициализации массива из пяти элементов байтового типа со случайными значениями:
1. Создайте экземпляр генератора случайных чисел, используя системное значение в качестве начального:

var rand = new Random();

2. Сгенерируйте и отобразите 5 случайных значений:

var bytes = new byte[5]; rand.NextBytes(bytes); Console.WriteLine("Five random byte values:"); // output: foreach (byte byteValue in bytes) Console.Write("", byteValue); Console.WriteLine();

Задания и лабораторные си шарп

Лабораторная работа 1 (Lab 1). Работа с одномерными массивами

Выполнить: Дан массив целых чисел (значения элементов: -1, -2, 3, 4, 5, 6, 7). Создайте функцию для вывода массива. Создайте еще одну функцию для вычисления числа нечетных элементов в этом массиве, а также числа положительных элементов в нем.

Указание 1: Создайте функцию Print для вывода элементов массива.
Указание 2: Создайте функцию CountOddPositive с циклом foreach и операторами if , чтобы проверить, является ли элемент нечетным или положительным.

Пример выполнения:

[Название проекта: Lesson_7Lab1 , название файла L7Lab1.cs ]

Создайте консольное приложение с именем Lesson_7Lab1 .
В окне Обозреватель решений (Solution Explorer) найдите файл Program.cs и переименуйте его в L7Lab1.cs .
Подключите класс Console , чтобы постоянно не писать его название при обращении к его методам:

To do: Дан массив вещественных чисел (значения элементов: 1.1 , -2.3 , 3.7 , 4.1 , 5.6 , 6.1 , 7.1 ).
1. Создайте функцию для печати массива.
2. Создайте еще одну функцию для поиска минимального и максимального элементов массива. При этом использовать стандартные min и max функции запрещено.

Указание 1: Поиск максимального и минимального значения осуществлен в Лабораторной работе 4 5-го урока.

Указание 2: Создайте функцию Print для печати элементов массива.

Указание 3: Создайте функцию FindMaxMin с циклом foreach и оператором if для поиска максимального и минимального значения. Заголовок функции должен выглядеть следующим образом:

static void FindMaxMin(double[] arr, ref double max, ref double min)

Пример выполнения:

[Название проекта: Lesson_7Task1 , название файла L7Task1.cs ]

Выполнить:
1. Создайте функцию FillRandomArray для заполнения массива из 10 элементов случайно сгенерированными числами диапазона от -10 до 15.
2. Создайте еще одну функцию PrintArray для вывода элементов массива.
3. Создайте функцию DivisibleBy3 для подсчета и вывода количества элементов массива, кратных 3.

Пример выполнения:

[Название проекта: Lesson_7Lab2 , название файла L7Lab2.cs ]

Создайте приложение с именем Lesson_7Lab2 . Переименуйте файл Program.cs в L7Lab2.cs .
Подключите класс Console :

. using static System.Console; .

Указание 1: Для выхода из цикла используйте оператор break :

Указание 2: Для проверки того, найден ли искомый элемент, используйте логическую переменную:

Примерный результат:

Дополнительное задание: Выведите также индекс найденного элемента.

[Название проекта: Lesson_7Task2 , название файла L7Task2.cs ]

Указание 1: Для генерации случайных вещественных чисел используйте границы:

// например, от -20 до 20: Random rand = new Random(); . a[i]=rand.NextDouble() * 40 - 20;

Указание 2: Для вывода вещественных значений с указанием количества цифр после десятичной точки:

// две цифры после десятичной точки Write(" ",arr[i] ); // например 1.21

Пример выполнения:

[Название проекта: Lesson_7Task3 , название файла L7Task3.cs ]

Приложения для Windows forms

Выполнить: Создайте проект для подсчета суммы и среднего арифметического значения элементов одномерного массива.

Пример выполнения:

[Название проекта: Lesson_7Lab3 , название файла L7Lab3.cs ]

Выполнение:

Создайте новый проект. Расположите элементы управления на новой форме (см. рисунок).
Задайте свойству Multiline для текстового окна txtArray значение равное true (для того, чтобы в текстовом окне можно было выводить текст в несколько строк).
Далее необходимо запрограммировать кнопку Вычислить (btnCalc) так, чтобы в текстовое окно выводились элементы массива, их сумма, а затем их среднее арифметическое. Для этого в процедуре, описывающей событие щелчка мыши по кнопке Вычислить, опишем переменные, которые мы будем использовать при решении поставленной задачи:

Например, запись Matr[4, 4] делает доступным для обработки значение элемента, находящегося в четвертой строке четвертого столбца массива M.

Индексированные элементы массива называются индексированными переменными. За границы массива выходить нельзя. То есть, если в массиве Mas пять элементов, то обращение к шестому или восьмому элементу приведет к ошибке.

Рассмотрим типичные операции, возникающие при работе с одномерными массивами.

Заполнение одномерного массива значениями

Паскаль не имеет средств ввода-вывода элементов массива сразу, поэтому ввод и значений производится поэлементно. Значения элементу массива можно присвоить с помощью оператора присваивания, или ввести с клавиатуры с помощью операторов Read или Readln. Очень удобно перебирать все элементы массива в цикле типа for.

Способы заполнения одномерных массивов:

Ввод значения с клавиатуры.
Задание значений в операторе присваивания с помощью генератора случайных чисел. Этот способ более удобен, когда много элементов в массиве (ввод их значений с клавиатуры занимает много времени).
Задание значений по формуле.
Ввод элементов массива из файла

1. Ввод значений элементов массива с клавиатуры. В связи с тем, что использовался оператор Readln, каждое значение будет вводиться с новой строки.

3. Заполнение массива по формуле. Каждому элементу массива присваивается значение, вычисленное по формуле. Если каждый элемент массива равен утроенному значению его порядкового номера (индекса), то процедура будет иметь вид:

4. Чтение чисел из файла. Нужно заранее создать текстовый файл, в который запишите несколько строк, в каждой из которых по 30 чисел.

Вывод значений элементов массива на экран

Вывод значений элементов массива на экран выполняется, как и ввод, поэлементно в цикле. Для вывода будем использовать операторы Write или Writeln. В качестве входных параметров будем передавать процедуре не только массив, но и количество элементов, которые надо вывести, начиная с первого (это понадобится нам, когда мы будем удалять и добавлять элементы в массиве).

Пример 1. Заполнить массив с клавиатуры и вывести его на экран.

В программе будет использоваться две процедуры: процедура Init1 (заполнение массива с клавиатуры) и процедура Print (вывод массива на экран).

Пример 2. Заполнить массив из текстового файла и вывести на экран. В текстовом файте несколько строк, в каждой строке по 30 чисел.

Вы научились заполнять одномерный массив и выводить его на экран.

На следующем уроке продолжим знакомиться с алгоритмами обработки одномерных массивов.

Предполагается, что данные не хранятся в исходных файлах. Файлы читаются во время компиляции программы. Рассматриваются одномерные и многомерные массивы. Примеры также показывают, как управлять размещением массивов в ОЗУ или энергонезависимой памяти и выбирать, какие файлы данных использовать для инициализации.

Для примеров используется компилятор GCC для ARM с 32-разрядным микроконтроллером в качестве цели. Все примеры используют стандарт C и работают с этим компилятором.

Основы инициализации массивов

Массив может быть инициализирован значениями, когда он «объявляется». Типовое объявление показано ниже. Значения в фигурных скобках называются «инициализаторами».

Если размер массива не указан в скобках, размер будет равен количеству инициализаторов. Если инициализаторов меньше, чем размер массива, дополнительные элементы устанавливаются в значение 0. Большее количество инициализаторов, по сравнению с размером массива, вызовет ошибку.

Пробелы

Инициализаторы должны быть разделены запятыми. Добавление «пробела» – это нормально. В этом случае под пробелом подразумеваются символы «пустого пространства» или пробельные символы. Набор пробельных символов включает в себя пробел, табуляцию, перевод строки, возврат каретки, вертикальную табуляцию и перевод страницы. Символы новой строки и возврата каретки используются для обозначения конца строки в исходном коде C. Я знаю символ перевода страницы, но что такое вертикальная табуляция?

Как правило, C не заботится о том, содержит ли оператор пробелы или продолжается ли он в следующей строке. Оператор здесь эквивалентен коду, приведенному выше. В случае больших массивов обычно можно увидеть много-много строк инициализаторов. Возможно, даже страницы. В какой-то момент мы можем спросить: «А есть ли способ лучше?»

Инициализация массива из файла

Исходный код C перед компиляцией проходит через препроцессор. Обычно используемая функция препроцессоров C – это «включение файла». Вот цитата из известной книги Кернигана и Ричи «Язык программирования Си».

Я подчеркнул «среди прочего». Хотя мы обычно включаем файлы «.c» и «.h», препроцессору не важно расширение имени файла. Подойдет любой текстовый файл. Итак, следующий синтаксис работает для инициализации массива.

Файл не должен содержать никаких специальных символов, которые иногда скрыты для форматирования документа. Не усложняйте. Никакого форматирования текста. Никаких заголовков столбцов. Только цифры, запятые и пробелы. Вот файл, созданный с помощью Windows Notepad.

Содержимое текстового файла

Ниже приведен массив в памяти, показанный с помощью отладчика. В этом случае массив находится в оперативной памяти, на что указывают старшие адреса в столбце Location.

Значения массива в памяти

Хранение массива в энергонезависимой памяти и выбор файла данных

Новое расположение массива в памяти

Вот пример использования условного включения для выбора файла для инициализации.

Тестирование с большим массивом

У меня был большой файл случайных данных, описывающих форму шума, и я использовал его для проверки инициализации большого массива в NVM. Вот график данных и объявление массива.

Вот начало файла.

Начало файла данных

Исходный файл csv не имел запятой после значений. Они были легко добавлены с помощью редактора, который мог использовать регулярные выражения в операциях поиска/замены. В этом случае я использовал выражение для разделителя строк " \r ". Искалось « \r », и результат заменялся на " , \r ". Одна операция поиска/замены добавила все запятые для 10000 значений.

Все отлично работало и очень быстро компилировалось! Вот начало массива в памяти. Отладчик красиво разбил отображение на группы по 100 элементов в каждой.

Расположение массива в памяти

Многомерные массивы

Что если данные организованы в двух или более измерениях? Давайте посмотрим на двумерный массив, объявленный как uint16_t test[2][3] . В C правый индекс (3) представляет собой одномерный массив с элементами, смежными в памяти. Левый индекс (2) означает, что имеется два таких трехэлементных массива. Ниже показано распределение памяти для этих шести элементов:

Порядок в памяти важен, потому что доступ к последовательным элементам в памяти путем увеличения правого индекса происходит быстрее, чем доступ к элементам путем увеличения левого индекса, который требует «прыжков» через память. Если массив содержит два вектора из 1000 элементов, для самого быстрого доступа он должен быть организован следующим образом test[2][1000] .

Ниже показан пример инициализации двумерного массива. Обратите внимание, что инициализаторы сгруппированы дополнительными фигурными скобками, группирующими инициализаторы для одномерных массивов правого индекса.

Этот формат создает проблему для файла данных, который может содержать только цифры, запятые и пробелы. Что произойдет, если дополнительные фигурные скобки опущены?

Компилятор заполняет массив, проходя через инициализаторы слева направо с заполнением сперва правого индекса. Компилятор, который я использую, выдает предупреждение: «отсутствуют скобки вокруг инициализатора». Если количество инициализаторов точно совпадает с количеством элементов в массиве, это не вызывает проблем. Однако, если они не равны, не ясно, как заполнить массив, если нет фигурных скобок, действующих в качестве направляющих.

Инициализация массивов в объединениях union

Объединение ( union ) – это переменная, которая может содержать объекты разных типов, которые совместно используют одну и ту же память, а компилятор отслеживает объекты, как если бы они были разными вещами. Такое расположение может быть полезно для встроенного приложения, испытывающего недостаток памяти. Вот пример с vector[6] с одним измерением и matrix[2][3] с двумя измерениями. Это два массива, которые занимают одинаковые места в памяти.

Ниже показано содержимое файла для инициализации. В нем две строки, но это не имеет значения. Просто чуть больше пробельных символов.

Содержимое файла с данными для инициализации

Ниже показан массив в памяти. Обратите внимание, что начальное положение vector[] и matrix[][] совпадают.

Расположение массива в памяти

Существуют ли другие способы инициализации многомерных массивов из одного файла, состоящего только из цифр, запятых и пробелов? Напишите об этом в комментариях.

Бонусный совет: строки

А как насчет строк? Вот пример инициализации строки.

Неправильная инициализация строки из текстового файла

Решение заключается в том, чтобы поместить кавычки в файл.

Содержимое текстового файла для инициализации строки

Затем используем следующий оператор.

Результат инициализации строки из файла

Важно отметить, что примеры теоретически должны работать с любым компилятором. Однако некоторые примеры могут быть необычными и могут вызывать проблемы с некоторыми компиляторами. Если обнаружите проблему, напишите об этом в комментариях.

В этой статье вы научитесь работать с массивами: объявлять, инициализировать и получать доступ к элементам

Содержание

Объявление массива в C/C++

В программировании часто встречается задача обработки множества экземпляров однотипных данных. Представьте себе ситуацию: мы провели опрос 100 человек и узнали их возраст. Чтобы сохранить собранные данные, вы можете создать целочисленный массив, содержащий 100 элементов:

В C++ массивы статичны: вы не сможете изменить размер или тип элементов после объявления.

Доступ к элементам массива

Вы можете получать доступ к элементам массива, используя индексы и оператор [] . Допустим, вы объявили массив marks , как показано ниже. К первому элементу можно обратиться выражением marks[0] , ко второму - выражением marks[1] , и так далее. Доступ всегда начинается с единицы, а индекс последнего элемента на единицу меньше размера массива.

Инициализация массива при объявлении

Можно инициализировать массив при объявлении. Для этого надо указать в списке столько значений, сколько вмещает массив, либо одно значение 0, чтобы заполнить массив нулями:

Обход элементов массива в цикле

Узнать число элементов в массиве можно функцией std::size. Обойти можно, используя цикл по индексам либо range-based for:

Неопределённое поведение: выход за границы (out of bounds)

Выход за пределы массива является неопределённым поведением (англ. undefined behavior). Нет гарантий, как поведёт себя программа в этом случае. Высока вероятность, что вы испортите память других переменных, но эффект может различаться в разных режимах компиляции:

Передача массива как параметра функции

Массив в стиле языка C хранит только указатель на начало и не хранит свой размер, что и создаёт сложность в передаче в функцию. Размер массива известен во время компиляции, но не известен во время выполнения. Поэтому передать размер можно несколькими не очень очевидными путями:

Динамически изменяемый массив

Обычные массивы имеют неизменный размер. Вы можете ввести вспомогательную переменную, которая бы хранила число реально используемых ячеек массива. Но и в этом случае вы не сможете использовать элементов больше, чем задано при компиляции в виде размера массива.

Так мог бы выглядеть имитация динамического массива:

Класс std::vector<T>

Стандартная библиотека C++ содержит шаблонный класс vector, который работает как динамический массив произвольного размера. Размер может расти до тех пор, пока у операционной системы есть область памяти подходящего размера (вплоть до нескольких гигабайт).

Класс является шаблонным, то есть при объявлении переменной потребуется параметризовать шаблон класса vector типом элемента:

Использование вектора похоже на использование массива:

работает запрос элемента ages[index] , причём индексация так же начинается с нуля
при выходе за границы динамического массива так же возникает неопределённое поведение (англ. undefined behavior)
работает перебор элементов с помощью индексов, range-based for или итераторов
есть метод size для получения размера: ages.size()

Добавление элементов в конец массива

Для добавления существует два метода: push_back и emplace_back

push_back получает значение элемента и добавляет в конец
emplace_back работает сложнее: он получает параметры, необходимые конструктору элемента, и конструирует его прямо в конце массива

Вы можете практически всегда использовать push_back. Метод pop_back можно использовать для удаления элемента:

В документации std::vector можно прочитать о других методах.

Перемещение элементов в памяти при изменении массива

Динамический массив использует для хранения элементов динамическую память (так же известную как “куча”, англ. heap). При добавлении большого числа элементов динамический массив несколько раз перераспределяет память, поскольку выделенной ранее линейной области памяти уже не хватает для хранения всех элементов. Обычно при нехватке памяти под очередной элемент vector запрашивает новую область памяти в 1,5-2 раза больше предыдущей, перемещает в неё уже существующие элементы и добавляет в конец новый, а затем освобождает старую область памяти.

Если не сообразили, как это происходит, взгляните на картинку:

Новая область находится уже другом месте, потому что менеджер динамической памяти не мог просто взять и расширить старую область (ведь сразу за ней находилась чужая память). Поэтому все итераторы, ссылки и указатели на элементы могут стать некорректными после любого изменения массива!

Метод erase для удаления элементов из середины

Метод erase класса vector получает итератор и уничтожает элемент, на который итератор указывает:

Последствия перемещения элементов: ошибка в простом цикле с erase

Использование итератора, ссылки или указателя на элемент после перераспределения памяти в массиве является неопределённым поведением: скорее всего произойдёт падение программы либо будет пропущено несколько элементов коллекции. Это показано в примере ниже:

Если вы запустите этот код, вы можете увидеть что угодно. Скорее всего программа выведет 10 38 99 , хотя должна вывести 10 23 7 38 99 по замыслу автора.

Программа корректно напечатает 10 23 7 38 99 .

Идиома remove_if + erase

В C++ есть замечательная библиотека алгоритмов <algorithm> . В данном случае алгоритмом называют шаблон функции, способный заменить цикл в какой-то одной узкой задаче. Например, remove_if перемещает элементы, соответствующие условию, в конец массива (в “удалённую” зону), и возвращает итератор на начала “удалённой” зоны. Затем вызовом erase можно уничтожить элементы из этой зоны.

Пожалуйста, приостановите работу AdBlock на этом сайте.

Массив – это простейший составной тип данных. Когда мы обсуждали переменные, у нас была хорошая аналогия с коробкой. Вернёмся к ней. Если переменная – это один ящик, то массив – это несколько пронумерованных одинаковых ящиков, которые имеют одно и то же имя, а различаются между собой только порядковым номером.

Рис.1 Переменные и массивы. Аналогия с коробками.

На картинке выше изображено три массива:

целочисленный массив из 8 элементов с именем arr_int
вещественный массив из 11 элементов с именем arr_float
символьный массив из 6 элементов с именем arr_char

У массива, как и у переменной, имеются свои имя и тип данных. Кроме того, у массива ещё есть одна дополнительная характеристика – размер массива. Размер массива – количество элементов, которые могут в нём храниться. В нашей аналогии с коробочками это количество коробок.

Нумерация элементов массива начинается с нуля, а не с единицы.

Объявление и инициализация массива

Объявление массива очень похоже на объявление переменной. Отличие лишь в том, что следует дополнительно указать размер массива в квадратных скобках. Вот несколько примеров:

На имя массива накладываются ограничения, аналогичные тем, которые накладываются на имя переменной.

Правило именования массивов

Имя массива – любая последовательность символов, цифр и знака нижнего подчеркивания «_», которая начинается с буквы. Регистр букв важен.

Вот ещё несколько примеров объявления массивов:

Массиву, как и любой переменной, можно присвоить начальные значения при объявлении. Если элементам массива не присвоить никакого значения, то в них будет храниться мусор, как и в обычных переменных.

Если нужно присвоить нулевые значения всем элементам массива, то можно сделать вот так:

Работа с отдельными элементами массива

Чтобы обратиться к отдельному элементу массива, необходимо написать его имя и порядковый номер в квадратных скобках. Не забывайте, что нумерация начинается с нуля, а не с единицы.

Давайте, например, выведем элементы массива из пяти элементов на экран.

Конечно, если массив будет очень большой, то выводить его поэлементно подобным образом то ещё удовольствие. Да и с маленькими массивами так никто не делает. Лучше и правильнее использовать циклы. Например:

Программа в первом цикле сохраняет в массив первую сотню чётных чисел, а во втором цикле выводит их на экран.

Вооружившись новыми инструментами, давайте перепишем нашу программу из начала урока так, чтобы она использовала массив для хранения статистики выпадения случайных чисел.

Обратите внимание на приём, который используется в этой программе.
В нулевом элементе массива хранится количество выпадений числа 0 , в первом элементе – количество выпадений числа 1 , во втором элементе – числа 2 . То есть само сгенерированное число позволяет определить, к какому элементу массива необходимо добавить единичку. Поэтому необходимость в операторе выбора switch отпадает. Удобно, не так ли?

Практика

Решите предложенные задачи:

Для удобства работы сразу переходите в полноэкранный режим

Читайте также: