Gli array

Da Hacknowledge.

Gli array, o vettori, sono le strutture di dati più elementari in informatica, del tutto simili ai vettori trattati dall'algebra lineare.

[modifica] Array monodimensionali

Si tratta di un insieme di variabili dello stesso tipo e accomunate dallo stesso nome (il nome del'array). Ciò che distingue un elemento dell'array da un altro è l'indice, ovvero il suo numero, la sua posizione all'interno dell'array. Possiamo immaginare un array come una cassettiera: per sapere dove mettere le mani per trovare qualcosa ci serve il numero del cassetto dove cercare (prima cassetto, secondo cassetto...). Così, un array è una raccolta di variabili dello stesso tipo sotto lo stesso nome dove ogni variabile è un "cassettino" identificato da un numero. Ecco come si dichiara un array in C:

tipo  nome_array[quantità];

Esempio:

int mio_array[10];

dichiara un array di 10 variabili int (N.B. da 0 a 9, non da 1 a 10!) chiamato mio_array. Se voglio cambiare un valore qualsiasi di questo array, basterà fare così:

mio_array[0] = 3;    // Il primo valore ora vale 3
mio_arrar[1] = 2;    // Il secondo valore vale 2
.......

Ovviamente posso anche leggere da tastiera il valore di un elemento dell'array:

printf ("Inserisci il valore del primo elemento: ");
scanf("%d",&mio_array[0]);    // Leggo il valore del primo elemento
 
printf ("Il primo elemento vale %d\n",mio_array[0]);

Posso anche leggere tutti i valori e poi stamparli tramite un ciclo for:

main()  {
   int mio_array[10];
   int i;
 
   for (i=0; i<10; i++)  {             // Per i volte...
      printf ("Elemento n.%d: ",i);    // Elemento n.i
 
      scanf("%d",&mio_array[i]);       // Leggo un valore int dalla tastiera
                                       // e lo memorizzo nell'elemento numero
				       // i dell'array.
   }
 
   for (i=0; i<10; i++)
      printf ("Elemento n.%d: %d\n",i,mio_array[i]);   // Stampo tutti i valori
                                                       // contenuti nell'array
}

Un array può anche essere dichiarato in modo esplicito con il suo contenuto:

int v[] = {2,4,6,2,6,5};

Vediamo ora un esempio più utile: un programma che calcola la media aritmetica di 5 numeri:

main()  {
  float numeri[5];     // Array di 5 float
  float med=0;         // Media aritmetica
  int i;               // Variabile contatore
 
  for (i=0; i<5; i++)  {
    printf ("Valore n.%d: ",i);
    scanf ("%f",&numeri[i]);
    med += numeri[i];  // Sommo fra loro tutti i numeri nell'array
  }
 
  med /= 5;            // Divido la somma dei numeri per la loro quantità (5)
 
  printf ("Media aritmetica: %f\n",med);
}

Ancora un altro esempio, assimilabile all'algebra lineare vera e propria: un programmino che effettua il prodotto scalare tra due vettori (ricordo che dati due vettori v1 e v2 entrambi di n elementi il loro prodotto scalare è un numero uguale a v1[0]*v2[0] + v1[1]*v2[1] + ... + v1[n-1]*v2[n-1]), dove gli elementi di entrambi i vettori sono stabiliti dall'utente via input:

#include <stdio.h>
 
// Dimensione dei due vettori
#define  N  5
 
main()  {
  int v1[N],v2[N];
  int i;
  int prod=0;
 
  for (i=0; i<N; i++)  {
    printf ("Elemento %d del primo vettore: ",i+1);
    scanf ("%d",&v1[i]);
  }
 
  for (i=0; i<N; i++)  {
    printf ("Elemento %d del secondo vettore: ",i+1);
    scanf ("%d",&v2[i]);
  }
 
  for (i=0; i<N; i++)
    prod += (v1[i]*v2[i]);
 
  printf ("Prodotto scalare dei due vettori: %d\n", prod);
}

[modifica] Matrici e array pluridimensionali

Negli esempi riportati sopra sono sempre presi in esame array a una dimensione, ovvero array dove ogni elemento è definito univocamente da un solo indice, che identifica la loro posizione all'interno dell'array stesso. Il C, al pari degli altri linguaggi di programmazione ad alto livello, mette anche a disposizione la possibilità di usare array a più dimensioni. Ci soffermeremo in particolar modo sugli array bidimensionali (dato che array di dimensioni superiori sono usati molto di rado), meglio conosciuti come matrici.

Una matrice si dichiara esattamente come un array monodimensionale, ma specificando sia il numero di righe che di colonne al suo interno:

int matrix[2][2];  // Dichiara una matrice di interi 2x2

La lettura e la scrittura su questi elementi vengono effettuate in modo molto simile agli array, ma con due indici, in modo da gestire sia il numero di righe che di colonne della matrice:

int matrix[2][2];
int i,j;
 
// Leggo i valori della matrice da input
for (i=0; i<2; i++)
  for (j=0; j<2; j++)  {
    printf ("Elemento [%d][%d]: ",i+1,j+1);
    scanf ("%d",&matrix[i][j]);
  }
 
// Stampo i valori della matrice
for (i=0; i<2; i++)
  for (j=0; j<2; j++)
    printf ("Elemento in posizione [%d][%d]: %d\n",i+1,j+1,matrix[i][j]);