Tablice – wprowadzenie

TablicetablicaTablice są kontenerami służącymi do przechowywania dużej ilości danych tego samego typu. W tym e‑materiale zajmiemy się tablicami statycznymitablica statycznatablicami statycznymi.

Podczas tworzenia tablicy statycznej należy podać jej rozmiar; nie można go później zmienić na mniejszy ani większy. Niezbędne jest również określenie, jakiego typu dane będą przechowywane w tablicy. Podobnie jak to się dzieje w przypadku rozmiaru, typ danych nie może zostać zmieniony.

Gdy tworzymy tablicę, podajemy jej nazwę, rozmiar oraz wskazujemy typ danych, które chcemy przechowywać. Definicja tablicy zapisana w pseudokodzie ma następującą postać:

zbior[] = tablica liczb całkowitych o rozmiarze 5.

W przedstawionym przykładzie tablica nosi nazwę zbior, ma rozmiar równy 5 oraz będzie służyć do przechowywania liczb całkowitych. Określenie ma rozmiar równy 5 oznacza, że w tablicy jest miejsce na zapisanie pięciu wartości.

Rhcxq4b3M9ZGK

Grafika przedstawia napis "zbior = " a dalej znajduje się prostokątna długa tablica składająca się z pięciu prostokątnych pól.

Każdy prostokąt na rysunku wyżej reprezentuje jeden element w tablicy zbior. Tablica nie zawiera jeszcze żadnych danych. Przyjmijmy, że chcielibyśmy w niej zapisać liczbę 10. Jak to zrobić?

Każde miejsce w tablicy ma własny numer, nazywany indeksem. Indeksy są kolejnymi liczbami naturalnymi. W wielu językach programowania (np. C++ lub Java) indeksowanie miejsc w tablicy zaczyna się od zera.

Jeżeli zapisujemy algorytm w postaci pseudokodu, mamy dowolność co do wyboru sposobu numerowania elementów tablic (nie istnieje określająca to jednoznacznie reguła). Możemy rozpoczynać indeksowanie od liczby 0 lub 1. My będziemy indeksować tablice zaczynając od 0; poszczególnym przechowywanym elementom odpowiadają zatem następujące indeksy:

RXiReReMvbR45

Grafika przedstawia napis "zbior = " a dalej znajduje się prostokątna długa tablica składająca się z pięciu prostokątnych pól. Pola są ponumerowane poniżej tablicy od lewej: od zera do czterech.

Zapiszemy liczbę 10 na pierwszym wolnym miejscu. Tablica jest pusta, więc będzie to element o indeksie równym 0. Żeby zapisać wartość w tablicy, musimy odwołać się do jej nazwy (w tym przypadku jest nią zbior), a następnie wewnątrz pary nawiasów kwadratowych podać numer pola, do którego chcemy się dostać. Na końcu wpisujemy znak równości oraz liczbę, którą chcemy umieścić wybranym miejscu tablicy:

zbior[0] = 10

Po wykonaniu polecenia zawartość tablicy będzie wyglądała następująco:

R1N2HCrIUXqoz

Grafika przedstawia napis "zbior = " a dalej znajduje się prostokątna długa tablica składająca się z pięciu prostokątnych pól. Pola są ponumerowane poniżej tablicy od zera do czterech, licząc od lewej strony. W pierwszym polu z indeksem 0 wpisano liczbę 10.

Umieśćmy w tablicy jeszcze kilka liczb:

zbior[1] = 66
zbior[2] = 23
zbior[3] = 89

RTvw83fIsKtD5

Grafika przedstawia napis "zbior = " a dalej znajduje się prostokątna długa tablica składająca się z pięciu prostokątnych pól. Pola są ponumerowane poniżej tablicy od zera do czterech, licząc od lewej strony. W pierwszym polu z indeksem 0 wpisano liczbę 10. W drugim polu z indeksem 1 wpisano liczbę 66. W trzecim polu z indeksem 2 wpisano liczbę 23.W czwartym polu z indeksem 3 wpisano liczbę 89.

W jaki sposób z kolei odczytywać wartości zapisane już w tablicy? Należy podać nazwę tablicy oraz indeks elementu, który chcemy odczytać. A zatem wydanie polecenia:

wypisz zbior[2]

spowoduje wypisanie liczby 23.

Oczywiście dane w tablicy można nadpisywać. Jeżeli na miejscu o indeksie 2 nie chcemy przechowywać już liczby 23, lecz 15, postępujemy tak samo, jakby miejsce to było puste:

zbior[2] = 15

RQK0matCcUVpz

Grafika przedstawia napis "zbior = " a dalej znajduje się prostokątna długa tablica składająca się z pięciu prostokątnych pól. Pola są ponumerowane poniżej tablicy od zera do czterech, licząc od lewej strony. W pierwszym polu z indeksem 0 wpisano liczbę 10. W drugim polu z indeksem 1 wpisano liczbę 66. W trzecim polu z indeksem 2 wpisano liczbę 15. W czwartym polu z indeksem 3 wpisano liczbę 89.

Poruszanie się po tablicy

Wiemy już, czym są tablice. Teraz zastanówmy się, w jaki sposób można się po nich poruszać, czyli przechodzić od jednego elementu do innego.

Do przeglądania i przetwarzania tablic zazwyczaj wykorzystywana jest pętla licznikowa dla. Jeżeli chcemy odczytać lub zapisać elementy zbioru o znanym rozmiarze, taka pętla sprawdzi się idealnie. Ponieważ liczba elementów tablicy statycznej jest z góry określona, a indeksy są kolejnymi liczbami naturalnymi, dzięki pętli dla możemy z łatwością przechodzić od jednego elementu zbioru do innego.

Najprostszym przykładem takiej operacji jest wypisanie wszystkich liczb znajdujących się w tablicy.

tablica[] = [1, 2, 4, 5, 7]

dla i = 0, 1, 2, ..., długość(tablica) - 1 wykonuj
	wypisz tablica[i]

Używając pętli dla musimy pamiętać o dwóch ważnych rzeczach. Po pierwsze, indeksy tablic w pseudokodzie mogą zaczynać się zarówno od zera, jak i jedynki. My zadecydowaliśmy, że tablica będzie indeksowana od wartości 0.

Drugie zagadnienie jest związane z pierwszym. Skoro indeksy zaczynają się od zera, ostatni element tablicy nie jest oznaczony numerem takim jak rozmiar tablicy, lecz mniejszym od tej wartości o 1. Jeżeli spróbujemy dostać się do elementu o nieistniejącym indeksie (większym niż długość tablicy minus 1), działanie programu zakończy się komunikatem o błędzie.

Słownik