Czym jest tablica?

Podstawowym założeniem, na jakim opiera się koncepcja tablicy, jest możliwość przechowywania wielu wartości tego samego typu. Przypuśćmy, że chcemy w naszym programie przechowywać wyniki pomiarów temperatury powietrza z ostatnich dwóch tygodni. Pierwsze, co w tej sytuacji przychodzi na myśl, to po prostu zdefiniowanie $14$ osobnych zmiennych. A gdybyśmy chcieli ulepszyć nasz program i przechowywać wyniki pobrane o trzech różnych porach dnia? Wtedy potrzebowalibyśmy już $42$ zmiennych.

W ten sposób nasz program stawałby się coraz bardziej zagmatwany, a definiowanie kolejnych zmiennych byłoby niepotrzebnie pracochłonne. Natomiast gdybyśmy użyli tablicy, bylibyśmy w stanie zadeklarować dowolną liczbę zmiennych tego samego typu przy pomocy jednej instrukcji. Dodatkowo wykorzystując indeksowanie, moglibyśmy wygodnie je modyfikować.

Aby lepiej zrozumieć tę koncepcję, przeanalizujmy poniższy pseudokod. Załóżmy przy tym, że pierwszy element tablicy ma indeks $0$.

tab[5] ← {}			// zadeklarowanie 5-elementowej tablicy

tab[0] ← 2
tab[1] ← 3
tab[2] ← tab[0] + tab[1]
tab[3] ← 2 * tab[0]
tab[4] ← tab[1]

i ← 0

Dopóki i < 5 wykonuj
wypisz(tab[i])	// wypisze 2 3 5 4 3

Tablica jest zazwyczaj strukturą statyczną i jej rozmiar nie zmienia się w trakcie działania programu, jednak istnieją również warianty dynamiczne. Przy deklaracji statycznej tablicy należy określić, ile elementów ma ona przechowywać, czyli podać jej rozmiar. Aby odwołać się do konkretnego elementu, wykorzystujemy indeksowanie, czyli odwołanie postaci nazwa_tablicy[indeks]. Dzięki temu jesteśmy w stanie w wygodny sposób modyfikować i wykorzystywać zawartość tablicy.

RH03edOb0ukFM

Grafika składa się z dwóch wierszy z danymi. Wiersz pierwszy opisany jest z lewej strony jako "ZAWARTOŚĆ: ". Po prawo w prostokącie podzielonym na pięć kwadratów wpisane są cyfry. W jednym kwadracie znajduje się jedna cyfra. Od lewej: 2, 3, 5, 4, 3. Wiersz drugi opisany jest z lewej strony jako "INDEKS: ". Tu liczby zapisane są po prostu obok siebie i znajdują dokładnie pod cyframi z pierwszego wiersza, ponieważ są cyframi porządkującymi kolejność cyfr z wiersza pierwszego. Od lewej: 0, 1, 2, 3, 4.

Tablica wielowymiarowa

Załóżmy, że chcemy w naszym programie zaimplementować symulację gry w szachy. Plansza do gry jest kwadratem zbudowanym z $64$ pól, po których mogą poruszać się figury. Do przechowywania informacji o rodzaju figury i jej pozycji na szachownicy moglibyśmy wykorzystywać więc $64$-elementową tablicę jednowymiarową, lecz indeksowanie byłoby tu dosyć problematyczne.

O wiele lepszym pomysłem w takiej sytuacji będzie użycie tablicy dwuwymiarowej. Jej zadeklarowanie jest równie proste, co w przypadku jednego wymiaru. Spójrzmy na poniższy przykład:

tab[2][3] ← {} // zadeklarowanie tablicy rozmiaru 2x3
i ← 0

Dopóki i < 2 wykonuj
j ← 0
    Dopóki j &lt; 3 wykonuj
    	tab[i][j] ← i + j
    	wypisz(tab[i][j])
    	j ← j + 1  
        
    wypisz("\n")
    i ← i + 1

// Nasz program wypisze:
// 0 1 2
// 1 2 3

Aby odwołać się do konkretnej wartości, wykorzystujemy następujący zapis: nazwa_tablicy[indeks_wiersza][indeks_kolumny].

RyoHN4gQR3q4p

Grafika przedstawia kwadrat składający się z mniejszych kwadratów. Kwadrat ten ma wymiary 8 wierszy na 7 kolumn małych kwadratów. Nad pierwszym wierszem narysowano poziomą klamrę i ponumerowano kolejne kolumny od zera do siedmiu. Powyżej podpisano te numery jako "indeksy kolumn". Z lewej strony pierwszej kolumny zapisano numerację wierszy od zera do sześciu. Obok narysowano pionową klamrę i opisano tę numerację jako "indeks wierszy".

Przykładowe zastosowania tablic

Tablice są bardzo uniwersalną strukturą danych, dzięki czemu mogą być wykorzystywane na różne sposoby. Jednym z takich zastosowań jest reprezentacja tekstu w postaci tablicy znaków. Można też za pomocą tablicy dwuwymiarowej reprezentować połączenia między wierzchołkami grafu. Nazywamy ją macierzą sąsiedztwa.

RwkKregcyVia4

Grafika składa się z dwóch części. Po lewo mamy "Rysunek grafu" składający się z pięciu punktów położonych w taki sposób, że tworzą one pięciokąt. Punkty to cyfry wpisane w małe okręgi. Te cyfry to: 0, 1, 2, 4, 3. Połączenia punktów są następujące: 0 łączy się z 1 i z 3 w dwa boki pięciokąta. 1 łączy się z 0 i z 2, tworząc dwa boki pięciokąta. 2 łączy się z 1 i z 4, tworząc dwa boki pięciokąta. 4 łączy się z 2 i z 3, tworząc dwa boki pięciokąta. 3 łączy się z 0 i z 1, tworząc jeden bok pięciokąta (3 0) oraz jedną przekątną (3 1). Po prawej stronie mamy rysunek macierzy sąsiedztwa. Jest to kwadratowa tablica o wymiarach 5 na 5 składająca się z dwudziestu pięciu kwadratowych pól. Nad pierwszym wierszem mamy indeksy porządkujące kolejność pól w kolumnach od zera do czterech. Po lewej stronie pierwszej kolumny mamy indeksy wierszy od zera do czterech. W pola wpisane są zera i jedynki. Wiersz z indeksem 0: 0, 1, 0, 1, 0. Wiersz z indeksem 1: 1, 0, 1, 1, 0. Wiersz z indeksem 2: 0, 1, 0, 0, 1. Wiersz z indeksem 3: 1, 1, 0, 0, 1. Wiersz z indeksem 4: 0, 0, 1, 1, 0.

Poza tym tablice nie ograniczają się do przechowywania podstawowych typów danych takich jak liczby całkowite lub zmiennoprzecinkowe. Możemy również utworzyć tablicę zawierającą struktury albo chociażby listy. Mamy dużą dowolność.

Słownik