Wykład 1 Informatyka II MPZI2 sem.letni. Tablice Tablice deklarujemy array [ lista typów indeksów ] of typ bazowy (składowych) np. var t1,t2:array [1..5,

Prezentacja na temat: "Wykład 1 Informatyka II MPZI2 sem.letni. Tablice Tablice deklarujemy array [ lista typów indeksów ] of typ bazowy (składowych) np. var t1,t2:array [1..5,"— Zapis prezentacji:

1 Wykład 1 Informatyka II MPZI2 sem.letni

2 Tablice Tablice deklarujemy array [ lista typów indeksów ] of typ bazowy (składowych) np. var t1,t2:array [1..5, 1..6] of real;

3 const osoby: array[ 1..3] of string[20] = ( 'Nowak', 'Kowalski', 'Nycz' ); Nadanie wartości początkowych zmiennym tablicowym  dla tablic konstrukcja typu: ( (st 11, st 21,..., st n1 ), (st 12, st 22,..., st n2 ),... (st 1m, st 2m,..., st nm ) ) var wyniki: array[ 1..3, 1..4] of real = ( ( 3, 4, 4.5, 5), ( 2, 3.5, 5.0, 4.5), (5.0, 4, 3.5, 2) ); albo zmienna (zmiennym można w programie zmienić wartości a stałym NIE):

4 program p2; uses SysUtils; var wyniki: array[ 1..3, 1..4] of real = (( 3, 4, 4.5, 5), ( 2, 3.5, 5.0, 4.5), (5.0, 4, 3.5, 2)); begin writeln (wyniki[1,1]:10:2); //wypisze wartość 3.00 readln; end. Przykład:

5 type tab = array [1..2, 1..5] of real; var t1, t2 : tab; wie,kol: integer; begin write ('Podaj element 1,1:'); readln(t1[1,1]); //itp. // najczęściej operacje w pętli zagnieżdżanej jeśli tablica 2-wymiarowa for wie:=1 to 2 do for kol:= 1 to 5 do t1[wie, kol] :=1; //wyświetlenie na ekranie też w pętli zagnieżdżanej for wie:=1 to 2 do begin for kol:= 1 to 5 do write(t1[wie, kol]); writeln; end; readln; end. Przykłady operacji tablicowych

6 Zadanie: w wektorze zsumować co drugi element (nieparzyste indeksy) const N=12; type zakres = 1..N; var k: zakres; suma: real; x: array [ 1.. N ] of real = ( 3, 4, 4.5, 5, 2, 3.5, 5.0, 4.5, 5.0, 4, 3.5, 2) ; begin suma := 0; for k := 1 to N do if (k mod 2) = 1 then suma := suma + x [k]; writeln ( suma :10:3) ; readln end. for k := 1 to ( N+1 ) div 2 do suma := suma + x [ 2*k - 1 ]; albo można tak: zastanowić się!

7 Pamiętajmy: Nie ma gotowych operacji macierzowych (mnożenie, obliczanie wyznacznika, znajdowanie macierzy odwrotnej itp.), trzeba samemu stworzyć algorytm lub posiadać odpowiednie biblioteki z gotowymi podprogramami Przykładowo mnożenie tablic: program mn24; var t1:array[1..2, 1..4] of real = ((1,2,4,-1),(0, -1, 8, 1)); t2 :array[1..4,1..2] of real = ((1,1.1),(4,-2.0),(0, -1),(-3,-2.5)); wyn: array[1..2,1..2] of real; i:1..4; begin // obliczanie elementu 1,1 wyn[1,1]:=0; for i:=1 to 4 do wyn[1,1]:= wyn[1,1]+ t1[1,i]*t2[i,1]; writeln(wyn[1, 1]:10:2); readln; end. 11.1 4-2 0 -3-2.5 124 0 81

8 program mn24; const N=2; M=4; var t1:array[1..N, 1..M] of real = ((1,2,4,-1),(0, -1, 8, 1)); t2 :array[1..M,1..N] of real= ((1,1.1),(4,-2.0),(0, -1),(-3,-2.5)); wyn: array[1..N,1..N] of real; wie,kol, i:1..4; begin //potrójna pętla! for wie:=1 to N do for kol:=1 to N do for i:=1 to M do wyn[wie,kol]:= wyn[wie,kol]+ t1[wie,i]*t2[i,kol]; //wyswietlenie wyniku for wie:=1 to N do begin for kol:= 1 to N do write(wyn[wie, kol]:10:2); //wypisanie wiersza writeln; //zmiana wiersza end; readln; end. Całość:

9 ... begin //potrójna pętla! for wie:=1 to N do begin for kol:=1 to N do begin //utworzenie elementu for i:=1 to M do wyn[wie,kol]:= wyn[wie,kol]+ t1[wie,i]*t2[i,kol]; // i od razu wyświetlenie write(wyn[wie, kol]:10:2); end; writeln; end; readln; end. Można wyświetlać wyniki od razu po utworzeniu elementu

10 Algorytm polega porównywaniu kolejnych par elementów sąsiadujących i zamianie miejscami w przypadku niewłaściwej kolejności Sortowanie bąbelkowe Sortowanie 1234.....N N-1 porównań Wykonujemy N przebiegów

11 1 przebieg 12 511 4 7 2zamiana 1 51211 4 7 2zamiana 2 51112 4 7 2zamiana 3 511 412 7 2zamiana 4 511 4 712 2zamiana 5 511 4 7 212efekt ostatniej zamiany – największy na końcu 2 przebieg 511 4 7 212 511 4 7 212zmiana 6 5 411 7 212zmiana 7 5 4 711 212zmiana 8 5 4 7 21112 3 przebieg 5 4 7 21112zamiana 9 4 5 7 21112 4 5 7 21112zamiana 10 4 5 2 71112 4 przebieg 4 5 2 71112 4 5 2 71112zamiana 11 4 2 5 71112 N=6 zauważamy nadmiarowe porównania

12 5 przebieg 4 2 5 71112zmiana 12 2 4 5 71112 6 przebieg 2 4 5 71112 30 operacji= (N-1)*N=6*5

13 Algorytm polega na porównywaniu kolejnych par elementów sąsiadujących, z tym, że w każdym kolejnym przebiegu liczba analizowanych par jest zmniejszana o 1 Przebiegów wykonujemy N-1 Sortowanie bąbelkowe skrócone

14 1 przebieg 12 511 4 72zamiana 1 51211 4 7 2zamiana 2 51112 4 7 2zamiana 3 511 412 7 2zamiana 4 511 4 712 2zamiana 5 511 4 7212efekt 2 przebieg 511 4 7 212 511 4 7 212zamiana 6 5 411 7 212zamiana 7 5 4 711 212zamiana 8 5 4 7 21112efekt 3 przebieg 5 4 7 21112zamiana 9 4 5 7 21112 4 5 7 21112zamiana 10 4 5 2 71112efekt 4 przebieg 4 5 2 71112 4 5 2 71112zamiana 11 4 2 5 71112efekt 5 przebieg 4 2 5 71112zamiana 12 2 4 5 71112efekt 15 operacji 5 4 3 2 1

15 Algorytm polega na porównywaniu: pierwszego elementu z kolejnymi i dokonanie zamiany jeśli trzeba, drugiego elementu z kolejnymi itd., aż do porównania dwóch ostatnich elementów. N 2 (N-1) operacji Można też tak (rodzaj sortowania bąbelkowego):

16 1 przebieg 12 511 4 7 2 zamiana 1 51211 4 7 2 51211 4 7 2 zamiana 2 41211 5 7 2 41211 5 7 2 zamiana 3 21211 5 7 4 najmniejszy na początku 2 przebieg 21211 5 7 4 zamiana 4.. więc zaczynamy od 2-go 21112 5 7 4 zamiana 5 2 51211 7 4 2 51211 7 4 zamiana 6 2 41211 7 5 3 przebieg 2 41211 7 5 zamiana 7 2 41112 7 5 zamiana 8 2 4 71211 5 zamiana 9 2 4 51211 7 4 przebieg 2 4 51211 7 zamiana 10 2 4 51112 7 zamiana 11 2 4 5 71211 5 przebieg 2 4 5 71211 zamiana 12 2 4 5 71112 15 operacji

17 const N=10; var tab:array [1..N] of integer ; var k,m:1..N; pom,lop:integer; begin //wypełnienie losowe tablicy 1-wymiarowej Randomize; for k:=1 to N dotab[k]:=random(100); //sortowanie for k:=1 to N do for m:=1 to N-1 do begin lop:=lop+1; if tab[m]>tab[m+1] then begin pom:=tab[m]; tab[m]:=tab[m+1]; tab[m+1]:=pom; end; //wypisanie wyniku for k:= 1 to N do write(tab[k]:6); writeln;writeln(lop); readln; end. Bąbelkowe lop=90

18 const N=10; var tab:array [1..N] of integer ; var k,m:1..N; pom,lop:integer; begin //wypełnienie losowe tablicy 1-wymiarowej Randomize; for k:=1 to N dotab[k]:=random(100); //sortowanie for k:=1 to N-1 do for m:=1 to N-k do begin lop:=lop+1; if tab[m]>tab[m+1] then begin pom:=tab[m]; tab[m]:=tab[m+1]; tab[m+1]:=pom; end; //wypisanie wyniku for k:= 1 to N do write(tab[k]:6); writeln;writeln(lop); readln; end. Bąbelkowe skrócone różnice! lop=45 szybsze

19 Typ rekordowy (record) Pojęcie i opis  opis: record lista_nazw_pól: typ;... end  pojęcie: - skończony zbiór elementów dowolnego typu składowego tak zwane pola - ułożone jednowymiarowo - o położeniu (selekcji) określanym przez nazwę składowej (pola) - tzw. dostęp kwalifikowany wektor nazwanych pól dowolnego typu (różnego rozmiaru) typ dowolny:prosty lub strukturalny (bez plików) pole może być tablicą, napisem, innym rekordem deklaracja_pól_tego_samego_typu;

20  przykłady: type data = record rok: 1900.. 2100; mies: 1..12; dzien: 1..31 end;  fizycznie: w PaO kolejne wartości pól określonego typu var student: record nazw: string[ 20 ]; imie: array[1..2] of string[ 15 ]; data_ur: data; stypend: real end;

21  jednakowe składowe  selektor typu indeks  dostęp bezpośredni  statyczny rozmiar  różne składowe  selektorem jest nazwa pola  dostęp bezpośredni  statyczny rozmiar Porównanie: Uwaga: Rekord to jeden zestaw danych (np. dane jednego studenta), jeśli potrzebujemy analizy większej liczby to tworzymy tablicę rekordów

22 Zmienne rekordowe  zmienne całościowe - tylko przypisanie - typów tożsamych! całościowedesygnator pola (składowa) brak:+ - * / porównania wejścia/wyjścia – można tylko składową (pole) np: var r1, r2: record.. definicja... end ; begin r1 := r2;

23  desygnator pola (składowa) - dostęp do pola Z. p Przykład: nazwa pola  Z typu składowego  użycie - w wyrażeniach lub instrukcjach, jak zmienne typu składowego type data= record dzien, miesiac, rok:integer; var student: record nazw: string[ 20 ]; imie: array[1..2] of string[ 15 ]; data_ur: data; //zdef. typ rekordowy stypend: real end; student.nazw (nazwisko) student.stypend student.imie (tablica) student.data_ur.dzien student.data_ur.rok student.imie[1] (1-sze imię) student.imie[2][1] (1-sza litera 2-go imienia) nazwa zmiennej rekordowej

24 type osoba = record nazw: string[ 20 ]; imie: array[1..2] of string[ 15 ]; data_ur: data; end; var grupa: array[1..100] of osoba; //tablica rekordów !!!! os1:osoba; // zmienna rekordowa pomocnicza grupa – zmienna typu tablicowego grupa[k] – typu rekordowego grupa[1].nazw- typu string grupa[2].imie – typu tablicowego grupa[k].imie[1] - typu string grupa[k].data_ur - typu rekordowego grupa[k].data_ur.rok – typu integer grupa[2].imie[2][5] – typu char Użycie zależne od typu: writeln( grupa[3].nazw); os1.nazw := 'Nowak'; grupa[50]:=os1; os1:= grupa[51]; writeln (grupa[k]. imie[1]); writeln(length(grupa[30].nazw)) if grupa[k].data_ur.rok>1970 then… type data = record rok: 1900.. 2100; mies: 1..12; dzien: 1..31 end; TABLICE REKORDÓW

25  jednakowe składowe  selektor typu indeks  różne składowe  selektorem jest nazwa pola

26 var student: record nazw: string[ 20 ]; imie: array[1..2] of string[ 15 ]; data_ur: data; stypend: real end; var t1:array [1..5, 1..6] of real; Zmienna tablicowa Zmienna rekordowa Deklaracje (opis) zmiennych

27 Użycie w części wykonawczej programu tablicat1[5, 6] rekord student.nazwisko student.imie[1] student.data_ur.rok w zależności od typu indeks (-y) nazwa pola

28 var grupa: array[1..100] of osoba; //tablica rekordów !!!! type data = record rok: 1900.. 2100; mies: 1..12; dzien: 1..31 end; osoba = record nazw: string[ 20 ]; imie: array[1..2] of string[ 15 ]; data_ur: data; end; TABLICE REKORDÓW

29 Instrukcja wiążąca - with  dotyczy tylko zmiennych rekordowych (obiektowych)  upraszcza zapis !! with lista_zmiennych_rekordowych do instrukcja; najczęściej begin... end można tu używać nazw pól bez specyfikowania zmiennej rekordowej przykład: student.nazw :=’Kowalski’; student.imie[1] := ’Jan’; student.data_ur.rok := 1988; student.stypendium := 420.00; with student do begin nazw :=’Kowalski’; imie[1] := ’Jan’; data_ur.rok := 1988; stypendium := 420,00; end; Opis:

30 P odprogramy  dzielenie programu na części (logicznie spójne)  nazwane  niezależne od pozostałych części  z określonym sposobem wymiany informacji z innymi częściami (przekazywanie danych)  korzyści:  krótszy zapis źródłowy  efektywniejsze wykorzystanie PaO (mniej)  czytelność  łatwiejsze uruchamianie i testowanie  tworzenie bibliotek i korzystanie z nich Pojęcie i istota stosowania

31 Definiowanie  różnice - sposób definiowania - funkcja przyjmuje wartość a procedura nie - sposób wywołania procedury nagłówek: procedure nazwa_proc (deklaracje_parametrów_formalnych ); function nazwa_fun ( deklaracje_param._formal. ): typ_wartości ; lista_nazw_parametrów_formalnych: nazwa_typu var lista_nazw_parametrów_ formalnych : nazwa_typu elementy listy oddzielane ; mechanizm przekazywania danych funkcje

32 Czyli... - musimy zdefiniować sposób otrzymywania przez podprogram danych i ewentualny zwrot wyników oraz operacje wykonawcze podprogramu podprogram dane wyniki

33 function nazwa (parametry formalne): typ funkcji ; definicje, deklaracje lokalne begin.... nazwa := wyrażenie ; //albo result:=wyrażenie end ; procedure nazwa (parametry formalne) ; definicje, deklaracje begin.... instrukcje.... end ; Definicje funkcji i procedury danewynik dane i ewentualne wyniki

34 Wywołanie (wykonanie) procedura – osobna instrukcja wykonania: nazwa_procedury( lista_parametrów_aktualnych ); Uwagi: parametry aktualne zgodne z parametrami formalnymi: - co do liczby - co do typu - co do kolejności funkcja – najczęściej w wyrażeniu (jako składniku instrukcji): nazwa_funkcji( lista_parametrów_aktualnych ); ale może być też osobną instrukcją, gdy nie zależy nam na zwracanej wartości parametry oddzielane przecinkami,

35 var a, b, c:real; begin a:=2; writeln(srednia (6.7, 2*a)) ; readln; end. function srednia (x1, x2 : real): real ; begin result := (x1 + x2)/2 ; //albo srednia:= (x1 + x2)/2 ; end ; {koniec definicji funkcji} parametry formalne typ wyniku program p1 ; Przykład funkcji obliczającej średnią arytmetyczną Definicja lokalna funkcji parametry aktualne

36 Przekazywanie danych z/do podprogramu - parametr formalny bez var - jest zmienną lokalną - wartość początkowa w momencie wywołania - argument aktualny - wyrażenie typu zgodnego - przekazywanie danych tylko na wejściu do podprogramu  przez zmienną (adres) - określonego typu (referencyjnie) - parametr formalny z var - faktycznie nie dane lecz adres argumentu aktualnego - argument aktualny - zmienna tego samego typu - przekazywanie danych na wyjściu (czyli w większości przypadków zwrot wyniku lub wyników) - ale może być także na wejściu  przez wartość

37 program x; procedure alfa(x1,x2:real; var wynik:real); begin wynik:=x1-x2; end; var w:real; //dodatkowa zmienna begin alfa(5,2,w); writeln(w) ; alfa(4,2,w); writeln(w) ; readln; end; definicja procedury Przykład

38 procedure srednia (liczba1, liczba2 : real ; var wynik : real) ; begin wynik := (liczba1 + liczba2)/2 ; end ; {koniec definicji procedury} var a, b, c:real; begin a:=2; b:=3; srednia (6.7, 2*a, c) ; {trzeci parametr aktualny musi być zmienną} writeln(c)) ; {c jest równe (6.7+2*2)/2=5.35} srednia (a, b, c) ; writeln(c) ; {c jest równe (2+3)/2=2.5} srednia (a, c, c) ; writeln(c) ; {c jest równe (2+2.5)/2=2.25} srednia (c, b, a) ; writeln(a) ; {a jest równe (2.25+3)/2=2.67.. end. Przykład procedury obliczającej średnią arytmetyczną parametry formalne parametry aktualne var !! Program proc;