Урок № 1 по теме «МАССИВЫ»
МАССИВЫ
Цели урока:
познакомить учащихся с определением массива, индекса;
показать естественность использования циклов при обработке массивов;
продемонстрировать преимущество использования массивов при решении некоторых типов задач;
показать правила описания массивов в среде Turbo Pascal и продемонстрировать простейшие алгоритмы на массиве (поиск наибольшего, поиск заданного элемента и т.д.)
Требования к знаниям и умениям
Учащиеся должны знать основные типы данных и операции над ними, структуру условного и циклических операторов и их особенности.
Учащиеся должны уметь формулировать алгоритмы (линейные, ветвящиеся и циклические) словесно, записывать их в виде блок-схем, и программ, анализировать простые блок-схемы и программы.
Тип урока: лекционный.
Ход урока
1. Организационный момент
2. Проверка домашнего задания
3. Объяснение нового материала
Структурированные типы
Структура — расположение, порядок, совокупность устойчивых связей объекта, обеспечивающих его целостность и тождественность самому себе, т.е. сохранение основных свойств при различных внешних и внутренних изменениях.
Общие понятия.
Рассмотрим следующую задачу:
ввести с клавиатуры 20 действительных чисел и вычислить их сумму, при этом каждое из чисел сохранить в памяти для последующей обработки. Мы будем вынуждены ввести 20 имен переменных, что, естественно очень неудобно.
Паскаль позволяет работать с более сложными по своей конструкции типами. Они называются типами данных пользователя и относятся к структурированным типам (от слова структура). Отличаются они тем, что переменные структурного типа состоят не из одного элемента (как все стандартные типы — целые, вещественные, символьные и логические), а из нескольких элементов.
К структурированным типам относятся массивы, записи, множества и файлы.
Массивы.
МАССИВ — а) область машинной памяти, в которой могут размещаться совокупности значений одного и того же типа
б) набор переменных, объединенных общим назначением и имеющих одно имя.
Элемент массива— отдельная переменная, входящая в массив.
Размерность массива— количество элементов, которое содержит массив.
Индекс — числовой или буквенный указатель, которым снабжаются математические выражения для того, чтобы отличать их друг от друга.
Индекс элемента массива — номер элемента в массиве.
Особенность массивов заключается в том, что все элементы массива являются данными одного типа (возможно и структурированного).
При назначении массиву имени соблюдаются те же требования, какие предъявляются к именам переменных простых типов.
Доступ к элементам массива.
Массив можно условно изобразить в виде прямоугольника с n делениями, каждое деление — это элемент массива, он имеет свой номер (индекс). Индекс записывается рядом с именем массива в квадратных скобках.
Пример А[1] — первый элемент массива; А[5] - пятый элемент массива; А[1] — 1-тый элемент массива, в последнем примере мы указали в качестве индекса переменную 1. Каждая переменная в Паскале должна быть объявлена, следовательно, и переменная, указывающая индекс (индексная переменная) тоже.
Прежде чем приступить к описанию типа, назначим имена — имя типа массив и имя переменной, которая относится к типу массив. В описании типа мы должны указать, что объявляется тип массив для этого используется служебное слово аrrау, указать границы изменения индексов.
У нас 20 элементов, следовательно, индекс изменяется от 1 до 20. Синтаксически это записывается следующим образом 1..20, называется такая запись —диапазон.
Все вышесказанное записывается в программе на языке Паскаль следующим образом:
A :array [1..20] of integer
Необходимо помнить, что значением переменной а является весь массив.
Потребность использовать массив возникает всякий раз, когда при решении задачи приходится иметь дело с большим, но конечным количеством однотипных данных, которые необходимо хранить в памяти.
Предположим, что мы наблюдали температуру воздуха в течение некоторого периода времени (например, месяца). Закончив наблюдения, приступаем к обработке полученных данных: поиску самого холодного или самого теплого дня, вычислению среднемесячной температуры и т.д.
Для этого мы должны составить алгоритм и программу осуществляющие обработку данных.
Основные алгоритмы для работы с одномерными массивами
Одномерным массивом будем называть массив, в котором для указания местоположения элемента достаточно одного индекса.
В разделе описания переменных мы объявили тип массив, а затем отнесли переменную к данному типу. В памяти ЭВМ будет отведено место для размещения элементов массива. Следует особо отметить, что размерность (количество элементов) массива определяется при объявлении типа и изменить количество элементов в процессе работы программы нельзя. Можно пользоваться меньшим количеством элементов.
Наша задача заполнить массив, т.е. каждому элементу дать свое значение, а затем уже обрабатывать по заданному алгоритму. Есть несколько основных алгоритмов, которые необходимо знать. Любую задачу по обработке одномерных массивов можно решить, используя эти основные алгоритмы (такие алгоритмы мы уже называли базовыми).
Перечислим базовые алгоритмы:
1. заполнение одномерного массива значениями;
2. вывод на экран значений элементов одномерного массива;
3. нахождение суммы элементов одномерного массива;
4. подсчет количества элементов, удовлетворяющих заданному условию;
5. поиск максимального (минимального) элемента одномерного массива и его номера.
При этом надо помнить, что массивы нужны тогда, когда для решения задачи необходимо хранение последовательности значений.
Заполнение.
Заполнить элементы одномерного массива значениями мы можем:
• вводя значения с клавиатуры;
• случайным образом;
• по формуле.
Надо помнить, что во всех трех случаях нам не обойтись без организации цикла.
Поиск максимального (минимального) элемента массива.
Пусть мы имеем одномерный массив:
20,-2, 4, 10,7, 21,-12, 0, 4, 17.
Подумаем, какие операции нужно выполнить, если требуется найти максимальный элемент. Естественно, операцию сравнения Мы не задумываемся над тем, что сравниваем всегда пару, "пробегая" глазами все элементы массива. Алгоритм поиска максимального (минимального) элемента мы построим таким образом чтобы сравнивать пару чисел, повторяя действие сравнения нужное количество раз.
Итак, нам необходимо ответить на два вопроса:
1) какие числа входят в пару, составляющую операцию отношения;
2) сколько раз необходимо повторить операцию сравнения. Введем дополнительную переменную с именем mах. Она и будет одним из чисел, второе число — это очередной элемент массива. Для того, чтобы провести первую операцию сравнения необходимо переменной mах присвоить некоторое начальное значение. Здесь могут быть два варианта:
1) присвоить переменной mах первый элемент массива;
2) присвоить число заведомо меньшее всех элементов массива.
Массив содержит сведения о количестве студентов каждой группы I курса. Определить группу с максимальным количеством студентов, считая, что номер группы соответствует порядковому номеру числа в массиве (считаем, что такая группа единственная).
Другими словами, мы должны найти максимальный элемент и его номер.
program max_num;
type mas=array[ 1.. 10] of byte;
var a: mas;
num, i: byte;
max: byte;
begin
{блок заполнения}
for i:=l to 7 do
readln(a[i]);
{поиск максимального элемента и его номера}
max:=0;
{вводим самое маленькое число для данного массива}
for i:=l to n do
if a[i]>max then begin
num:=i;
max:=a[i]
end;
writeln('максимальное число студентов=',mах);
writeln('номер группы=',num);
end.
3) Найти минимальный элемент среди четных элементов массива.
Пояснение: мы не можем переменной min присвоить первый элемент массива, т.к. он может быть нечетным. Следовательно мы должны выбрать какое-то очень большое число для данного типа данных.
Если мы объявим элементы массива integer, то таким числом будет +32767.
program min_even;
var
a:array [1..10] of integer;
i: integer;
min:integer;
begin
for i:=l to 10 do beein
writeln('введите очередной элемент массива ');
readln(a[i]) ;
end;
min:=32767;
for i:=l to 10 do
if (a[i]
if min=32767 then writeln ('в массиве нет четных элементов')
else writein ('минимальный элемент среди четных элементов массива=',min)
end.
Обратите внимание: необходимо проверить, изменилось ли значение переменной min, т.к. четных элементов могло и не быть.
Решение Задач:
Program N2;
var
M: Array [1..10] of Integer;
Max: Integer;
I: Byte;
begin
Writeln('Введите 10 чисел: ');
For I := 1 to 10 do
begin
Write('N',i,': ');
Readln(M[i]);
end;
Max := M[1];
For I := 1 to 10 do
if Max < M[i] then Max := M[i];
Write('Максимальное число: ', Max);
Readln;
end.
Домашнее задание: §2.2.9. СТР. 94 – 99.
Ответить на вопросы, выполнить задания в тетради |
