مهدی آذرنوش مبحث ششم : آرایه ها و رشته ها حسابگری الگوریتمی

2 آرایه ها و رشته ها Lecture_6 فهرست مطالب تعاریف اولیه مثال هایی از آرایه های یک بعدی آرايه هاي يک بعدی به عنوان آرگومان تابع روش های مرتب سازی و جستجوی آرایه ها آرایه های دوبعدی رشته ها عملیات رشته ها

3 تعاریف اولیه Lecture_6 آرایه آرايه : مجموعه اي از عناصر همنوع –نام ديگر : ليست نامگذاري آرايه : مانند متغير معمولی نحوة دسترسي به عناصر آرايه : استفاده از متغيري به نام انديس

4 تعاریف اولیه Lecture_6 آرايه هاي يک بعدي دستيابي به عناصر آرايه : با يک انديس الگوي تعريف : نوع آرايه نام آرايه [ طول آرايه ] نوع آرايه : يکي از انواع C++ نام آرايه : نامگذاري متغيرها انديس آرايه از صفر شروع مي شود.

5 تعاریف اولیه Lecture_6 آرايه هاي يک بعدي ذخيره عناصر آرايه در حافظه بصورت متوالي ميزان حافظه اختصاصي به آرايه ( برحسب بايت ): ميزان حافظه آرايه = ( طول نوع آرايه ) * طول آرايه int x[6]; x[0] x[1] x[2] x[3] x[4] x[5]

6 تعاریف اولیه Lecture_6 مقدار اوليه آرايه مقدار اوليه عناصر آرايه عمومي ( خارج از main()) صفر است. مقدار اوليه عناصر آرايه محلي تعريف نشده است. الگوي مقدار اوليه دادن به آرايه ها : نوع آرايه نام آرايه [ طول ] = { مقادير }; int x[5]={1,2,3,4,5}; int p[ ]={1,3,5,7,9}; int x[10]={1,2,3};

7 مثال هایی از آرایه های یک بعدی Lecture_6 مثال 6-1 : تعيين بيشترين معدل و محل آن Example 6-1: #include int main(){ const int n = 10; float ave[n], amax = 0; int i, p; for(i = 0; i < n; i++){ cout << " enter an average: "; cin >> ave[i]; } amax = ave[0]; p = 0; for(i = 1; i < n; i++) if(ave[i] > amax) { amax = ave[i]; p = i; } cout << "\n max = " << amax << " position = " << p+1; return 0; } enter an average: 10.5 enter an average: enter an average: 14 enter an average: enter an average: 15.5 enter an average: enter an average: enter an average: enter an average: 18.5 enter an average: 12.5 max = position = 4

8 مثال هایی از آرایه های یک بعدی Lecture_6 مثال 6-2 : تعيين اعداد ورودي مثبت و منفي و تعداد آنها Example 6_2: #include int main(){ const int n = 10; int arr[n], i, c1 = 0, c2 = 0 ; cout << "\n Enter " << n << " numbers:\n"; for(i = 0; i < n; i++) cin >> arr[i]; cout << "\n negatives are: "; for(i = 0 ; i < n ; i++) if(arr[i] < 0){ cout << arr[i] << " "; c1++;} //end of if cout << "\n positives are: "; for(i = 0 ; i < n ; i++) if(arr[i] > 0){ cout << arr[i] << " "; c2++;}//end of if cout << "\n number of negative = " << c1; cout << "\n number of positive = " << c2; return 0; { Enter 10 numbers: negatives are: positives are: number of negative = 3 number of positive = 5

9 آرايه هاي يک بعدی به عنوان آرگومان تابع Lecture_6 تعریف تعريف پارامترها در توابع داراي آرگومان آرايه : –آرايه با طول مشخص –آرايه با طول نامشخص ( که بهتر است طول توسط آرگومان ديگر منتقل شود ) –اشاره گر ( فصل بعد ) void func1 (int x[]); void func2 (int x[], int len); void main() { int x[10]; … func1 (x); … func2 (x,10); } void func1 (int x[10]) { … } void func2 (int x[], int len) { … }

10 آرايه هاي يک بعدی به عنوان آرگومان تابع Lecture_6 مثال 6-3 : تعيين نمره ای که بيش از همه تکرار شده E ٍ xample 6-3: #include void findt(float arr[], int k); int main(){ const int k = 10; float arr[k] ; int i; cout << "\nEnter " << k << " mean :\n"; for (i = 0; i < k; i++) cin >> arr[i]; findt(arr, k); return 0;} //************************* void findt(float arr[], int k){ int max_count = -1 ; float max_value; int i, j, current_count; float current_value ; for (i = 0; i < k; i ++){ current_value = arr[i] ; current_count = 0 ; for(j = 0; j < k; j++) if (arr[j] == current_value) current_count++ ; if (current_count > max_count) { max_count = current_count ; max_value = current_value ; } } cout << "\n maximum iteration of ave "; cout << max_value << " is "<< max_count;} Enter 10 mean : maximum iteration of ave is 3

11 روش های مرتب سازی و جستجوی آرایه ها Lecture_6 مرتب سازي آرايه ها مرتب سازي صعودي x[0] < x[1] < x[2] < … < x[n] مرتب سازي نزولي x[0] > x[1] > x[2] > … > x[n] مرتب سازي حبابي –سهولت درک برنامه نويسي –کارآيي کمتر نسبت به ساير روشها –مقايسه عناصر با يکديگر و جابجايي آنها بر اساس نوع مرتب سازي –براي آرايه اي به طول n n-1 بار مقايسه در يک مرحله n-1 مرحله براي مقايسه داريم آرايه اي به طول 5 مرحله اول x[0] x[1] x[1] x[2] x[2] x[3] x[3] x[4] مرحله دوم x[0] x[1] x[1] x[2] x[2] x[3] x[3] x[4] مرحله سوم x[0] x[1] x[1] x[2] x[2] x[3] بعد از اين ديگر تغييري نداريم.

12 روش های مرتب سازی و جستجوی آرایه ها Lecture_6 مثال 6-4 : مرتب سازي حبابي تعدادي عدد Example 6-4: #include void ginput(int [], int); void bubble(int [], int); void goutput(int [], int); int main(){ const int k=7 ; int temp[7]; ginput(temp, k); bubble (temp, k); cout << “\nThe sorted data are :\n "; goutput(temp, k); return 0;} void ginput(int temp[], int len){ int i; for (i=0; i<len; i++) { cout << "enter number " << (i+1) << " : "; cin >> temp[i];}} void bubble(int temp[], int len){ int i, j, item; for(i = len - 1 ; i > 0; i --) for(j = 0; j < i ; j++) if(temp[j] > temp[j + 1]) { item = temp[j] ; temp[j] = temp[j + 1]; temp[j + 1] = item ;}} void goutput(int temp[], int len){ int i; for(i=0 ; i < len; i++) cout << temp[i]; << “ ”; } enter number 1: 12 enter number 2: 14 enter number 3: 178 enter number 4: 43 enter number 5: 2124 enter number 6: 213 enter number 7: 92 The sorted data are :

13 روش های مرتب سازی و جستجوی آرایه ها Lecture_6 جستجو در آرايه روش ترتيبي : –مقايسه عنصر مورد نظر با هريک از عناصر آرايه –اتمام جستجو : يافتن عنصر مورد نظر اتمام عناصر آرايه روش دودويي : –آرايه بايد مرتب باشد. –ابتدا با عنصر وسط مقايسه مي شود در صورت عدم تساوي اگر بزرگتر بود با عناصر بالايي آرايه مقايسه مي شود. اگر کوچکتر بود با عناصر پاييني آرايه مقايسه مي شود. –ادامة جستجو تا يافتن عنصر يا اتمام آرايه

14 روش های مرتب سازی و جستجوی آرایه ها Lecture_6 مثال 6-5 : جستجويي ترتيبي در شماره دانشجويي Example 6-5: #include void ginput(int [], int); int lsearch(int [], int, int); int main(){ const int k = 5 ; int st[k], no; ginput(st, k); cout << "\nEnter a student # to search: "; cin >> no; if(lsearch(st, k, no) == -1) cout << "\n number " << no << " does not exist in list "; else cout << "\n number " << no << " exists in list."; return 0;} //************************** void ginput(int st[], int len){ int i; for(i = 0; i < len; i++) { cout << "enter student number " << i+1 << " : "; cin >> st[i];}} //********************** int lsearch(int st[], int len, int no){ int i; for(i = 0; i < len; i++) if(st[i] == no) return i; return -1;} enter student number 1 : 121 enter student number 2 : 134 enter student number 3 : 215 enter student number 4 : 219 enter student number 5 : 123 Enter a student # to search: 215 Number 215 exists in list.

15 روش های مرتب سازی و جستجوی آرایه ها Lecture_6 مثال 6-6 : جستجويي دودويي در شماره دانشجويي Example 6-6: #include void ginput(int [], int); void bubble(int [], int); int bsearch(int [], int, int); int main(){ const int k = 5 ; int st[k], no; ginput(st, k); cout << "\nEnter a student # to search:"; cin >> no; bubble(st, k); if(bsearch(st, k, no) == -1) cout << "\n number " << no << " does not exist in list "; else cout << "\n number " << no << " exists in list."; return 0;} //********************** int bsearch(int st[], int len, int no){ int mid, low = 0, high = len - 1; while(low <= high){ mid = (low + high) / 2; if(no < st[mid]) high = mid - 1; else if(no > st[mid]) low = mid + 1; else return mid; } return -1;} enter student number 1 : 121 enter student number 2 : 134 enter student number 3 : 215 enter student number 4 : 219 enter student number 5 : 123 Enter a student # to search: 215 Number 215 exists in list.

16 آرایه های دو بعدی Lecture_6 تعریف آرايه دو بعدي دستيابي به عناصر : با دو انديس سطر و ستون الگوي تعريف : نوع آرايه نام آرايه [ بعد 1 ] [ بعد 2] –بعد اول : تعداد سطر –بعد دوم : تعداد ستون –شروع هر انديس از صفر نحوة ذخيره در حافظه : سطري y[0][0]y[0][1]y[0][2]y[0][3] y[1][0]y[1][1]y[1][2]y[1][3] y[2][0]y[2][1]y[2][2]y[2][3] y[0][0] y[1][0] y[2][0]

17 آرایه های دو بعدی Lecture_6 مقدار اوليه آرايه چند بعدی الگوي مقدار اوليه دادن به آرايه های چند بعدی : نوع آرايه نام آرايه [ بعد 1 ] [ بعد 2 ] […] = { مقادير }; int y[2][3]={1,2,3,4,5,6}; int y[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}}; int m[3][2][4]={{{1,2,3,4},{5,6,7,8}}, {{7,9,3,2},{4,6,8,3}}, {{7,2,6,3},{0,1,9,4}}};

18 آرایه های دو بعدی Lecture_6 مثال 6-7 : جدول ضرب Example 6-7: #include int main(){ int table[10][10], i, j ; for(i = 0; i < 10; i++) for(j = 0; j < 10; j++) table[i][j] = (i + 1)*(j + 1) ; for(i = 0; i < 10; i++) { for(j = 0; j < 10; j++) cout << table[i][j] << " " ; cout << endl ; } return 0; } …

19 آرایه های دو بعدی Lecture_6 آرايه هاي دو بعدی به عنوان آرگومان تابع تعريف پارامترها در توابع داراي آرگومان آرايه دو بعدي : –آرايه با طول مشخص –آرايه با طول نامشخص ( طول سطر توسط آرگومان ديگر منتقل شود ) –اشاره گر ( فصل بعد ) void f1 (int x[5][10]); void f2 (int x[][10], int row); void main() { int x[5][10]; … f1 (x); … f2 (x,5); } void f1 (int x[5][10]) { … } void func2 (int x[][10], int row) { … }

20 آرایه های دو بعدی Lecture_6 مثال 6-8 : يافتن بزرگترين عنصر هر سطر ماتريس Example 6-8: #include void minput(int [][2], int); void mcal(int mat[][2], int); void main(){ const int r = 3, c = 2; int mat[r][c]; minput(mat, r); mcal(mat, r);} //********************* void minput(int mat[][2], int r){ int i, j; for(i = 0; i < r; i++) for(j = 0; j < 2; j++) { cout << "enter mat[" << i << "][" << j << "]: "; cin >> mat[i][j]; }} //********************** void mcal(int mat[][2], int r){ int i, j, rmax; cout << " ROW \t\tMAX"; cout << "\n "; for(i = 0; i < r; i ++) { rmax = mat[i][0]; for(j = 1; j < 2; j++) if(mat[i][j] > rmax) rmax = mat[i][j]; cout << "\n " << i+1 << " \t\t " << rmax; }} enter mat[0][0]: 126 enter mat[0][1]: 112 enter mat[1][0]: 312 enter mat[1][1]: 152 enter mat[2][0]: 112 enter mat[2][1]: 424 ROWMAX

21 آرایه های دو بعدی Lecture_6 مثال 6-9 : محاسبة حاصلضرب 2 ماتريس Example 6-9: #include int main(){ int mat1[2][3], mat2[3][4], mat3[2][4]={0} ; int i,j,k,l ; //read mat1 for(i=0 ; i<2 ; i++) for(j=0 ; j<3 ;j++) { cout << "enter mat1[" << i << "][" << j << "]: "; cin >> mat1[i][j];} //read mat2 for(i=0 ; i<3 ; i++) for(j=0 ; j<4 ;j++) { cout << "enter mat2[" << i << "][" << j << "]: "; cin >> mat2[i][j]; } //multiply mat1 by mat2 for(i=0 ; i<2 ; i++) for(j=0 ; j<4 ;j++) { mat3[i][j]=0 ; for(k=0 ;k<3 ; k++) mat3[i][j] = mat3[i][j]+mat1[i][k]*mat2[k][j]; } cout << "\n the product of mat1 & mat2 " ; cout << " is :\n\n" ; for(i=0 ;i<2 ;i++) { for(j=0 ; j<4 ;j++) cout << mat3[i][j] << “\t"; cout << "\n" ; } return 0;} enter mat1[0][0]: 1 enter mat1[0][1]: -1 enter mat1[0][2]: 2 enter mat1[1][0]: 0 enter mat1[1][1]: 0 enter mat1[1][2]: -2 enter mat2[0][0]: 1 enter mat2[0][1]: 2 enter mat2[0][2]: -1 enter mat2[0][3]: -2 enter mat2[1][0]: 2 enter mat2[1][1]: 1 enter mat2[1][2]: 0 enter mat2[1][3]: -3 enter mat2[2][0]: 1 enter mat2[2][1]: -1 enter mat2[2][2]: -1 enter mat2[2][3]: 1 the product of mat1 & mat2 is :

22 آرایه های دو بعدی Lecture_6 مثال 6-10 : يافتن کوچکترين عنصر آرايه Example 6-10: #include int findmin(int [], int); void main(){ int list[20], num, size=0 ; do{ cout << "type list[" << size << "] : "; cin >> list[size]; } while(list[size ++] != 0) ; size --; num = findmin(list, size) ; cout << "\n minimum is: " << num;} //*********************** int findmin(int arr[], int size){ int i, min1 ; min1 = arr[0] ; for(i = 0 ; i < size; i++) if(arr[i] < min1) min1 = arr[i] ; return(min1) ;} type list[0] : 27 type list[0] : 41 type list[0] : 15 type list[0] : 34 type list[0] : 32 type list[0] : 61 type list[0] : 123 type list[0] : 0 minimum is: 15

23 رشته ها Lecture_6 تعریف آرايه اي از کاراکترها تعيين انتهاي رشته با کاراکتر NULL (‘\0’) الگوي تعريف : char s[20]; مقدار اولية رشته : –رشته داخل کوتشين قرار گرفته به متغير نسبت داده شود. –هريک از کاراکترهاي رشته اي جداگانه اختصاص يابد. ( تهي را نيز بايد تعيين نمود ) char s1[ ] = “Programming”; p r o g r a m m i n g \0 char s2[12] = “Computer”; char s3[ ] = { ‘C’, ‘+’, ‘+’, ‘\0’}; C o m p u t e r \0 ? ? ? C + + \0

24 رشته ها Lecture_6 ورودي و خروجي رشته ها استفاده از cin و cout استفاده از تابع get( ) که عضو cin است. الگوي استفاده : cin.get ( نام رشته, طول رشته ) cin.get ( نام رشته, طول رشته, ‘ جداکننده ’) –در دستور اول enter مشخص کنندة انتهاي جمله است. –در دستور دوم کاراکتر تعيين شده مشخص کنندة انتهاي جمله است. امکانات : با اين دستور رشته مي تواند شامل فاصله و Tab نيز باشد.

25 رشته ها Lecture_6 مثال 6-11 : تبديل حروف کوچک يک رشته به بزرگ Example 6-11: #include void upper(char []); void main(){ char s[21]; cout << “Enter a string: "; cin.get(s,20); upper(s); cout << “\nResult is: " << s;} //*********************** void upper(char s[]){ int i; for(i = 0; s[i]; i++) if(s[i] >= 'a' && s[i] <= 'z') s[i] -= 32;} Enter a string: changing characters to upper case Result is : CHANGING CHARACTERS

26 رشته ها Lecture_6 مثال 6-12 : تبديل يک کاراکتر به کاراکتر ديگر در يک رشته //Example 6-12: #include void replace(char [], char, char); void main(){ char string[50] ; char source_letter, target_letter ; int i ; cout << "\nEnter a string: "; cin.get(string,50) ; cout << "Enter source character: "; source_letter = getche() ; cout << "\nEnter target character: "; target_letter = getche() ; replace(string, source_letter, target_letter); cout << "\nThe result string is: "; cout << string ;} //************************ void replace(char string[], char source_letter, char target_letter){ int i; if(source_letter != target_letter) for(i = 0 ; string[i] ; i++) if(string[i] == source_letter) string[i] = target_letter;} Enter a string: changing one character of a string Enter source character: a Enter target character: e The result string is: chenging one cherecter of e string

27 رشته ها Lecture_6 مثال 6-13 : تعويض محتويات دو رشته با يکديگر Example 6-13: #include void main(){ char s1[81], s2[81], temp; int i, j; cout : " ; cin.get(s1,81); cin.get(); cout : " ; cin.get(s2,81); for(i = 0; s1[i] && s2[i]; i++) { temp = s1[i] ; s1[i] = s2[i] ; s2[i] = temp ;} if(s1[i]) { //s1 has more char j = i ; while(s1[i]) s2[i] = s1[i++] ; s2[i]='\0' ; s1[j]='\0' ;}//end of if else if (s2[i]) { //s2 has more char j = i ; while(s2[i]) s1[i] = s2[i++] ; s2[j]='\0' ; s1[i]='\0' ;} //end of else if cout << “\nnew content of s1 is: " << s1; cout << “\nnew content of s2 is: " << s2;} enter string : Computer programming enter string : C++ new content of s1 is: C++ new content of s2 is: Computer programming

28 رشته ها Lecture_6 مثال 6-14 : تعيين عملگر و عملوندها در عبارت محاسباتي Example 6-14: #include void separate(char exp[], char oper[], int opnd[]); void main(){ char expr[21], oper[21]; int opnd[21]; cout << "enter expression: "; cin.get (expr,21); separate(expr, oper, opnd);} //*************** void separate(char expr[], char oper[], int opnd[]){ int i, j = 0, k = 0; for(i = 0; expr[i]; i ++) if(expr[i] >= '0' && expr[i] <= '9') opnd[j ++] = expr[i] - 48; else oper[k ++] = expr[i]; oper[k] = '\0'; cout << "operators are: “ << oper << endl; cout << "operands are: "; for(i = 0; i < j; i ++) cout << opnd[i] << " ";} enter expression: 2 * 4 / operators are: * / - + operands are:

29 عملیات رشته ها Lecture_6 انتساب رشته ها انتساب رشته ها به صورت معمول صحيح نيست : s2 = s1; s = “Computer”; روش صحيح : strcpy (str1, str2); فايل سرآيند مربوطه : string.h در صورتيکه طول str2 بيشتر از طول str1 باشد در حافظه در ادامة str1 ذخيره مي شود.

30 عملیات رشته ها Lecture_6 مقايسه رشته ها مقايسه رشته ها به صورت معمول نيست : s1 == s2 روش صحيح : strcmp(s1,s2) فايل سرآيند مربوطه : string.h خروجي تابع : –عدد صفر : دو رشته با هم مساوي هستند. –عدد منفي : s1 < s2 –عدد مثبت : s1 > s2

31 عملیات رشته ها Lecture_6 الحاق دو رشته الگوي استفاده : strcat(s1, s2); فايل سرآيند مربوطه : string.h رشتة s2 در انتهاي رشتة s1 قرار مي گيرد.

32 عملیات رشته ها Lecture_6 مثال 6-16 : جستجوي يک نام در يک ليست Example 6-16: #include void bubble(char [][21], int); int bsearch(char [][21], char [], int); void main(){ const int n = 5;int i;char name[21], arr [n][21]; for(i = 0; i < n; i ++){ cout << "Enter name " << (i + 1) << " : " ; cin.get(arr[i], 20); cin.get(); } bubble(arr, n); cout << "Enter one name for search :" ;cin.get(name, 20) ; if(bsearch(arr, name, n) == -1) cout << "Name " << name << " does not exist in table." ; else cout << "Name " << name << " exists in table." ;} //******************** void bubble(char arr[5][21], int n) { int i, j;char temp[21]; for(i = n - 1; i > 0; i --) for(j = 0; j < i; j++) if(strcmp(arr[j], arr[j + 1]) > 0){ strcpy(temp, arr[j]);strcpy(arr[j], arr[j + 1]); strcpy(arr[j + 1], temp); } } //******************* int bsearch(char arr[5][21], char name[21], int n) { int mid, low = 0, high = n - 1; while(low <= high){ mid = (low + high) / 2; if(strcmp(name, arr[mid]) < 0)high = mid - 1; else if(strcmp(name, arr[mid]) > 0) low = mid + 1; else return mid; } return -1;} Enter name1 : Ali Enter name 2 : Mohammad Enter name 3 : Hussein Enter name 4 : Mahdi Enter name 5 : Hassn Enter one name for search : Javad Name Javad does not exist in table.