1. Strukturētie datu tipi - Masīvi
Programmēšanas valodas
Lekt. M. Lukjanska

2. Atcerēsimies! Darbības – sazarojuma operatori
Strukturētie datu tipi - Masīvi
Darbības – sazarojuma operatori
Atcerēsimies!
Programmēšanas valodas

3. 10 minūtes – 2 jautājumi – 4-5 apakšpunkti
Strukturētie datu tipi - Masīvi
Sprints!
10 minūtes – 2 jautājumi – 4-5 apakšpunkti
Programmēšanas valodas

4. apraksta pamatlīdzekļi Strukturētie datu tipi
Strukturētie datu tipi - Masīvi
Datu tipi
Atcerēsimies!
Programmēšanas valodas semantikas uzdošana
Veselais
Reālais
Skaitliskie
Vienkāršie datu tipi
Datu
apraksta pamatlīdzekļi
jeb Datu tipi
Loģiskais
Simbolu
Lietotāja
Uzskaitāmie
Strukturētie datu tipi
Masīvi, Ieraksti, Faili
Programmēšanas valodas

5. Kas ir strukturētie datu tipi un kāpēc tie vajadzīgi? Masīvi
Strukturētie datu tipi - Masīvi
Kopsavilkums
Kas ir strukturētie datu tipi un kāpēc tie vajadzīgi?
Masīvi
Apraksts
Iedalījums un piemēri
Tipiskas kļūdas
Standartdarbības
Programmēšanas valodas

6. Problēma: Apraksts: Veidi:
Strukturētie datu tipi - Masīvi
Kas ir strukturētie datu tipi un kāpēc tie vajadzīgi?
Problēma:
Iedomājieties, ka Jums būtu jāielasa 1000 veselie skaitļi, kas jāapstrādā,
Kā Jūs tos noglabātu? Kā Jūs tos ielasītu?
Apraksts:
liela apjoma datu apstrādei paredzēti mainīgie
vienlaikus var saturēt vairākas vērtības
tam ir viens nosaukums jeb identifikators
sadalīti mazākās vienībās, kas katra satur savu vērtību
Veidi:
Masīvi
Ieraksti
Faili
Programmēšanas valodas

7. Kas ir strukturētie datu tipi un kāpēc tie vajadzīgi? Masīvi
Strukturētie datu tipi - Masīvi
Kopsavilkums
Kas ir strukturētie datu tipi un kāpēc tie vajadzīgi?
Masīvi
Apraksts
Iedalījums un piemēri
Standartdarbības
Programmēšanas valodas

8. Definīcija: Svarīgi: Apraksts galīga skaita (izmēra, ranga)
Masīvi
Apraksts
char
Definīcija:
galīga skaita (izmēra, ranga)
viena datu tipa elementu kopums, kur
katrā elementā var ierakstīt kādu vērtību
katram elementam ir savs kārtas numurs jeb indekss
indekss – parasti vesels skaitlis, kas nosaka kādas datu vienības vietu attiecībā pret citu vienību
un kuram ir identifikators
Svarīgi:
elementi sakārtoti indeksu augošā secībā
indeksus var uzdot arī kā izteiksmes
datora atmiņā viena masīva elementi parasti aizņem vienu nepārtrauktu atmiņas apgabalu
katru masīva elementu ir jāapstrādā atsevišķi K
vārds O 3 2 K S 1 4
Programmēšanas valodas

9. Kas ir strukturētie datu tipi un kāpēc tie vajadzīgi? Masīvi
Strukturētie datu tipi - Masīvi
Kopsavilkums
Kas ir strukturētie datu tipi un kāpēc tie vajadzīgi?
Masīvi
Apraksts
Iedalījums un piemēri
Tipiskas kļūdas
Standartdarbības
Programmēšanas valodas

10. Iedalījums Iedalījums Viendimensijas N-dimensiju > 3 -dimensiju
Masīvi
Iedalījums
Iedalījums
Viendimensijas
N-dimensiju
> 3 -dimensiju
3 -dimensiju
2-dimensiju
Programmēšanas valodas

11. Pascal C Apraksts: Viendimensijas masīvi
Masīvi - Iedalījums
Viendimensijas masīvi
Apraksts:
masīvs, kura elementiem ir piekārtots tikai viens indekss
Pascal C
Deklarēšanas sintakse:
VAR <mainīgā_identifikators> : ARRAY [apakšējā_robeža .. augšējā_robeža] OF <datu_tips>;
Deklarēšanas sintakse:
<datu tips> <mainīgā_identifikators> [izmērs];
Piemērs:
VAR masiva_piemers : ARRAY [1 .. 6] OF integer;
Piemērs:
int masiva_piemers [6];
indeksi sākas ar 0!!!!
Programmēšanas valodas

12. Viendimensijas masīvu piemēri
Masīvi - Iedalījums
Viendimensijas masīvu piemēri
Skaitļu virknes
Vektori
Programmēšanas valodas

13. Pascal C Definīcija: N-dimensiju masīvi
Masīvi - Iedalījums
N-dimensiju masīvi
Definīcija:
masīvs, kura elementiem ir piekārtots vairāk nekā viens indekss
Pascal C
Deklarēšanas sintakse:
VAR <mainīgā_identifikators> : ARRAY [apakšējā_robeža .. augšējā_robeža, apakšējā_robeža .. augšējā_robeža, ..] OF <datu_tips>;
Deklarēšanas sintakse:
<datu tips> <mainīgā_identifikators> [1D izmērs] [2D izmērs [..];
Piemērs:
VAR 2D_masiva_piemers : ARRAY [1 .. 2, ] OF integer;
VAR 3D_masiva_piemers : ARRAY [1 .. 2, , ] OF integer;
Piemērs:
int 2D_masiva_piemers [2] [4];
int 3D_masiva_piemers [2] [4] [3];
Programmēšanas valodas

14. 2-dimensiju masīvu piemēri
Masīvi - Iedalījums
2-dimensiju masīvu piemēri
Matricas
Grafiki
Šaha galds
Krustiņi un nullītes
Programmēšanas valodas

15. 3-dimensiju masīvu piemēri
Masīvi - Iedalījums
3-dimensiju masīvu piemēri
Programmēšanas valodas

16. Kas ir strukturētie datu tipi un kāpēc tie vajadzīgi? Masīvi
Strukturētie datu tipi - Masīvi
Kopsavilkums
Kas ir strukturētie datu tipi un kāpēc tie vajadzīgi?
Masīvi
Apraksts
Iedalījums un piemēri
Tipiskas kļūdas
Standartdarbības
Programmēšanas valodas

17. nav noteikts masīva izmērs un diapazona robežas:
Masīvi
Tipiskas kļūdas (Pascal)
nav noteikts masīva izmērs un diapazona robežas:
A : ARRAY [ ] OF real;
masīva apakšējā robeža lielāka par augšējo:
A : ARRAY [ ] OF integer;
deklarēšanā masīva robežas jāuzrāda ar konstantēm, nevis ar izteiksmēm:
A : ARRAY [1 .. x + y] OF integer;
indeksu robežas nedrīkst uzdot ar decimālskaitļiem:
A : ARRAY [ ] OF integer;
izejot ārpus masīva robežām var tikt bojātas ar masīva elementiem aizņemtās atmiņas daļas blakus šūnas, un arī iegūt izpildes laika kļūdas
Programmēšanas valodas

18. nav noteikts masīva izmērs masīva izmērs un indeksu vērtības
Masīvi
Tipiskas kļūdas (C)
nav noteikts masīva izmērs
int masivs[__];
masīva izmērs un indeksu vērtības
int masivs[10];
indeksu vērtības ir no 0 līdz 9 -> jāņem vērā, lietojot ciklos
izejot ārpus masīva robežām var tikt bojātas ar masīva elementiem aizņemtās atmiņas daļas blakus šūnas, un arī iegūt izpildes laika kļūdas
Ja tiek izmantotas izteiksmes, tad izteiksmes mainīgajiem jāpiešķir vērtības pirms masīva deklarēšanas
Nepareizi:
int i, j;
int masivs_1D [ i + j ];
Pareizi:
const int i = 5;
const int j = 5;
int masivs_1D [ i + j ];
Programmēšanas valodas

19. Kas ir strukturētie datu tipi un kāpēc tie vajadzīgi? Masīvi
Strukturētie datu tipi - Masīvi
Kopsavilkums
Kas ir strukturētie datu tipi un kāpēc tie vajadzīgi?
Masīvi
Apraksts
Iedalījums un piemēri
Tipiskas kļūdas
Standartdarbības
Programmēšanas valodas

20. Deklarēšana un vērtību inicializēšana jeb “aizpildīšana”
Masīvi
Standartdarbības
Deklarēšana un vērtību inicializēšana jeb “aizpildīšana”
Vērtību izvade
Vērtību “nonullēšana”
Apstrāde:
aprēķināt elementu summu
aprēķināt elementu vidējo vērtību
meklēt maksimālās, minimālās vērtības
meklēt elementu ar noteiktu vērtību
atsevišķu masīva elementu vērtību apmaiņa
kārtošana
utml.
Programmēšanas valodas

21. Deklarēšana un vērtību inicializēšana jeb “aizpildīšana”
Standartdarbības
Deklarēšana un vērtību inicializēšana jeb “aizpildīšana”
ērti ir izmantot FOR ciklu, kur cikla mainīgo izmanto kā masīva indeksu vērtību
Inicializēt jeb “aizpildīt” var:
no tastatūras
Pascal:
masivs_1D : array [1 .. 5] of integer; ..
FOR i := 1 TO 5 DO
Readln (masivs_1D[i]); {5 skaitļu vektors} C:
int masivs_1D [5]; ..
for ( i = 0 ; i < 5; i++)
scanf("%d" , &masivs_1D[i]);
Programmēšanas valodas

22. Deklarēšana un vērtību inicializēšana jeb “aizpildīšana” (turpinājums)
Standartdarbības
Deklarēšana un vērtību inicializēšana jeb “aizpildīšana” (turpinājums)
ar gadījuma skaitļiem
matemātiskai modelēšanai vai spēles gadījuma situāciju realizēšanai
Pascal:
masivs_1D : array [1 .. 5] of integer; ..
randomize; {gadijuma skaitlu deveja inicializacija}
FOR i := 1 TO 5 DO masivs_1D[i] := random(100); C:
int masivs_1D[5]; ..
srand ( time(NULL) );
for ( i = 0 ; i < 5; i++)
masivs_1D[i] = rand()%100;
ar piešķires operatoru
nolasot vērtības no faila
Programmēšanas valodas

23. Deklarēšana un vērtību inicializēšana jeb “aizpildīšana”
Masīvi
Standartdarbības
Deklarēšana un vērtību inicializēšana jeb “aizpildīšana”
Vērtību izvade
Vērtību “nonullēšana”
Apstrāde:
aprēķināt elementu summu
aprēķināt elementu vidējo vērtību
meklēt maksimālās, minimālās vērtības
meklēt elementu ar noteiktu vērtību
atsevišķu masīva elementu vērtību apmaiņa
kārtošana
utml.
Programmēšanas valodas

24. Standartdarbības
Vērtību izvade
Tāpat kā “aizpildīšanas” gadījumā - ērti ir izmantot FOR ciklu, kur cikla mainīgo izmanto kā masīva indeksu vērtību
Piemēri:
Izvade stabiņu veidā:
Pascal:
masivs_1D : array [1 .. 5] of integer; ..
FOR i := 1 TO 5 DO Writeln (masivs_1D[i]); C:
int masivs_1D [5]; ..
for ( i = 0; i < 5; i++ ) printf("%d\n", masivs_1D[i]);
Izvade rindas veidā:
FOR i := 1 TO 5 DO Write (masivs_1D[i],' ');
FOR i := 1 TO 5 DO Write (masivs_1D[i]:4);
for ( i = 0; i < 5; i++ ) printf("%d ", masivs_1D[i]);
for ( i = 0; i < 5; i++ ) printf("%4d ", masivs_1D[i]);
Programmēšanas valodas

25. Vērtību izvade (turpinājums)
Standartdarbības
Vērtību izvade (turpinājums)
Matricas izvads standartformā:
Pascal:
masivs_2D : array [1 .. 5, 1 ..5] of integer; ..
FOR i := 1 TO 5 DO
BEGIN
FOR j := 1 TO 5 DO
Write (masivs_2D[i, j]:4);
Writeln;
END; C:
int masivs_2D [5][5]; ..
for ( i = 0; i < 5; i++ ) {
for ( j = 0; j < 5; j++ )
printf("%4d", masivs_2D[i][j]);
printf("\n"); }
Programmēšanas valodas

26. 1. Piemērs: Deklarēšana, aizpildīšana un izvade (Pascal)
Standartdarbības
1. Piemērs: Deklarēšana, aizpildīšana un izvade (Pascal)
(* Piemers masivu deklaresanai, aizpildisanai un izvadei *)
PROGRAM L5_P1_Deklaresana_aizpildisana_izvade;
VAR (* Masivu un mainigo deklaresana *)
i, j : integer;
masivs_1D : array [1 .. 5] of integer;
masivs_2D : array [1 .. 5, ] of integer;
BEGIN (* Pamatbloks *)
FOR i := 1 TO 5 DO (* Masiva elementu inicializesana *)
masivs_1D [i] := i;
FOR i := 1 TO 5 DO
FOR j := 1 TO 5 DO masivs_2D[i, j] := i + j;
(* Masiva elementu izvadisana *)
FOR i := 1 TO 5 DO Writeln (masivs_1D[i]);
Writeln;
FOR i := 1 TO 5 DO Write (masivs_1D[i],' ');
Writeln; Writeln;
FOR i := 1 TO 5 DO Write (masivs_1D[i]:4);
BEGIN
FOR j := 1 TO 5 DO Write (masivs_2D[i, j]:4);
END;
Readln; (* Gaida lietotaja ievadu *)
END. (* Pamatbloks *)
Programmēšanas valodas

27. 1. Piemērs: Deklarēšana, aizpildīšana un izvade (C)
Standartdarbības
1. Piemērs: Deklarēšana, aizpildīšana un izvade (C)
/* 5. Programma ‘Pieskires,Izvades,Ievades operatori’ */
#include <stdio.h>
main() {
/* Mainigo deklaresana un inicializesana */
int i, j;
int masivs_1D [5];
int masivs_2D [5][5];
/* Masiva elementu inicializesana */
for ( i = 0; i < 5; i++ )
masivs_1D [i] = i + 1;
for ( j = 0; j < 5; j++ )
masivs_2D[i][j] = i j + 1;
/* Masiva elementu izvadisana */
for ( i = 0; i < 5; i++ )
printf("%d\n", masivs_1D[i]);
printf("\n");
printf("%d ", masivs_1D[i]);
printf("\n\n");
printf("%4d", masivs_1D[i]); {
for ( j = 0; j < 5; j++ )
printf("%4d", masivs_2D[i][j]); }
getch();
Programmēšanas valodas

28. Deklarēšana un vērtību inicializēšana jeb “aizpildīšana”
Masīvi
Standartdarbības
Deklarēšana un vērtību inicializēšana jeb “aizpildīšana”
Vērtību izvade
Vērtību “nonullēšana”
Apstrāde:
aprēķināt elementu summu
aprēķināt elementu vidējo vērtību
meklēt maksimālās, minimālās vērtības
meklēt elementu ar noteiktu vērtību
atsevišķu masīva elementu vērtību apmaiņa
kārtošana
utml.
Programmēšanas valodas

29. Var aizpildīt ar nullēm:
Standartdarbības
Vērtību notīrīšana
Var aizpildīt ar nullēm:
Pascal:
masivs_1D : array [1 .. 5] of integer;
...
FOR i := 1 TO 5 DO masivs_1D[i] := 0; C:
int masivs_1D [5]; ..
for ( i = 0; i < 5; i++ ) masivs_1D[i] = 0;
Programmēšanas valodas

30. Deklarēšana un vērtību inicializēšana jeb “aizpildīšana”
Masīvi
Standartdarbības
Deklarēšana un vērtību inicializēšana jeb “aizpildīšana”
Vērtību izvade
Vērtību “nonullēšana”
Apstrāde:
aprēķināt elementu summu
aprēķināt elementu vidējo vērtību utml.
meklēt maksimālās, minimālās vērtības
meklēt elementu ar noteiktu vērtību
atsevišķu masīva elementu vērtību apmaiņa
kārtošana
utml.
Programmēšanas valodas

31. aprēķināt elementu summu
Standartdarbības
Apstrāde
aprēķināt elementu summu
Pascal:
masivs_1D : array [1 .. 5] of integer;
s := 0;
FOR i := 1 TO 5 DO s := s + masivs_1D[i]; C:
int masivs_1D [5]; int s = 0; ..
for ( i = 0; i < 5; i++ ) s = s + masivs_1D[i];
aprēķināt elementu vidējo vērtību
Pascal: C:
vv := s / i; vv = s / i;
aprēķināt elementu reizinājumu
r := 1;
FOR i := 1 TO 5 DO r := r * masivs_1D[i];
int masivs_1D [5]; int r = 1; ..
for ( i = 0; i < 5; i++ ) r = r * masivs_1D[i];
Programmēšanas valodas

32. Apstrāde (turpinājums)
Standartdarbības
Apstrāde (turpinājums)
meklēt maksimālo vertību
Pascal:
masivs_1D : array [1 .. 5] of integer; ..
max := masivs_1D[1];
FOR i := 2 TO 5 DO
IF ( max < masivs_1D[i] ) THEN
max := masivs_1D[i]; C:
int masivs_1D [5];
int max = masivs_1D [0]; ..
for ( i = 1; i < 5; i++ )
if ( max < masivs_1D [i] )
max = masivs_1D [i];
Programmēšanas valodas

33. Apstrāde (turpinājums)
Standartdarbības
Apstrāde (turpinājums)
meklēt elementu ar noteiktu vērtību
Pascal:
masivs_1D : array [1 .. 5] of integer; ..
Readln (m); { meklejama vertiba }
indekss := 0; { meklejama elementa indekss }
FOR i := 1 TO 5 DO
IF ( m = masivs_1D[i] ) THEN
indekss := i; C:
int masivs_1D [5];
scanf("%d", &m);
int indekss = 0; ..
for ( i = 0; i < 5; i++ )
if ( m == masivs_1D [i] )
indekss = i;
Kas notiek, ja šāds elements nav masīvā?
Vai derētu to paziņot lietotājam?
Programmēšanas valodas

34. Apstrāde (turpinājums)
Standartdarbības
Apstrāde (turpinājums)
nonullēt masīva galvenās diagonāles elementus
Pascal: C:
FOR i := 1 TO 5 DO for ( i = 0; i < 5; i++ )
masivs_2D[i, i] := 0; masivs_2D[i][i] = 0; 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Programmēšanas valodas

35. Apstrāde (turpinājums)
Standartdarbības
Apstrāde (turpinājums)
atsevišķu elementu vērtību apmaiņa
elementu vērtības nemainās, bet mainās to vietas
masivs_2D[1, 1] := masivs_2D[4, 4]?
jālieto papildus mainīgais (apmaiņas buferis), kurā uz laiku saglabā kādu no elementa vērtībām
Pascal: C:
temp := masivs_2D[1, 1]; temp = masivs_2D[1][1]
masivs_2D[1,1]:=masivs_2D[4,4] masivs_2D[1][1] = masivs_2D[4][4]
masivs_2D[4, 4] := temp masivs_2D[4][4] = temp; 1 2 3 4 5
temp
Programmēšanas valodas

36. Apstrāde - kārtošana (turpinājums)
Standartdarbības
Apstrāde - kārtošana (turpinājums)
Kārtošanas process
viena datu tipa kopuma sakārtošanas process augošā vai dilstošā secībā atbilstoši kādai no pazīmēm
Sakārtotos masīvos informācija atrodama daudz ātrāk un ērtāk
Kārtošanai ir izstrādāti daudzi algoritmi
atšķiras pēc realizācijas ātruma
jo lielāks datu apjoms, jo ātrāku algoritmu vajadzētu
ātrums nav tik būtisks, ja datu apjoms nav pārāk liels
pazīstamākie
Lineārā sakārtošanas metode
Burbuļu metode
Programmēšanas valodas

37. Tālāk – Strukturētie datu tipi – Masīvi (Lab. d.)
Paldies par uzmanību!
Jautājumi?
Programmēšanas valodas

38. MathGL – library for scientific data visualization. [saite]
Strukturētie datu tipi - Masīvi
Izmantotie resursi
MathGL – library for scientific data visualization. [saite]
R. Zaks, Introduction to Pascal: Including Turbo Pascal, 2nd ed., Sybex, 1986, p. 464.
A. Balode, Programmēšanas pamati. Valoda Turbo Pascal, Zvaigzne ABC, 2009, p.232.
Programmēšanas pamati Pascal vidē, RTU Būvmehānikas katedra, Rīga, RTU, 2005
J. Bule, RTK kursa “Programmēšanas valodas" lekciju materiāli, RTK, 2010.
Programmēšanas valodas

39. Papildus Piemērs 1: Viendimensijas masīvs
Standartdarbības
Papildus Piemērs 1: Viendimensijas masīvs
(* Deklarēt viendimesijas masivu ar 10 elementiem, inicializet un izvadit visas vertibas *)
PROGRAM L5_PP1_Viendimensiju_masivs;
VAR (* Mainigo deklaresana *)
i : integer;
masivs_1D : array [ ] of integer;
BEGIN (* Pamatbloks *)
FOR i := 1 TO 10 DO (* Masīva elementu inicializēšana *)
masivs_1D [i] := i;
FOR i := 1 TO 10 DO (* Masīva elementu izvade *)
Writeln ('Masiva ', i, '. elements = ', masivs_1D[i]);
Readln; (* Gaida lietotaja ievadu *)
END. (* Pamatbloks *)
Programmēšanas valodas

40. Papildus Piemērs 2: 2-dimensiju masīvs
Standartdarbības
Papildus Piemērs 2: 2-dimensiju masīvs
(* Deklarēt 2-dimesiju masivu ar 25 elementiem, inicializet un izvadit visas vertibas *)
PROGRAM L5_PP2_Divdimensiju_masivs;
VAR (* Mainigo deklaresana *)
i, j : integer;
masivs_2D : array [1 .. 5, 1 ..5] of integer;
BEGIN (* Pamatbloks *)
FOR i := 1 TO 5 DO (* Masīva elementu inicializēšana *)
FOR j := 1 TO 5 DO
masivs_2D [i, j] := j;
FOR i := 1 TO 5 DO (* Masīva elementu izvade *)
BEGIN
Write(masivs_2D[i, j], ' ');
Writeln;
END;
Readln; (* Gaida lietotaja ievadu *)
END. (* Pamatbloks *)
Programmēšanas valodas

41. Papildus Piemērs 3: 2-dimensiju masīvs
Standartdarbības
Papildus Piemērs 3: 2-dimensiju masīvs
(* Deklarēt 2-dimesiju masivu ar 25 elementiem, inicializet un izvadit visas vertibas *)
PROGRAM L5_PP3_Divdimensiju_masivs;
VAR (* Mainigo deklaresana *)
i, j, k : integer;
masivs_2D : array [1 .. 5, 1 ..5] of integer;
BEGIN (* Pamatbloks *)
k := 1;
FOR i := 1 TO 5 DO (* Masīva elementu inicializēšana *)
FOR j := 1 TO 5 DO
BEGIN
masivs_2D [i, j] := k;
k := k + 1;
END;
FOR i := 1 TO 5 DO (* Masīva elementu izvade *)
Write(masivs_2D[i, j]:2, ' ');
Writeln;
Readln; (* Gaida lietotaja ievadu *)
END. (* Pamatbloks *)
Programmēšanas valodas