Difference between revisions of "Dynamic array/ru"
(Created page with " {{Dynamic array}} A dynamic array is an array whose dimensions are not known at compile-time. The dynamic array type is not the only type providin...") |
|||
(9 intermediate revisions by one other user not shown) | |||
Line 2: | Line 2: | ||
{{Dynamic array}} | {{Dynamic array}} | ||
− | + | Динамический массив - это [[Array/ru|массив]], размеры которого неизвестны во [[Compile time|время компиляции]]. | |
− | + | Динамический массив не является единственным типом, предоставляющим массивы переменной длины, но с 2018 года он является единственным, который поддерживает [[FPC/ru|FPC]]. | |
− | == | + | == Использование == |
− | === | + | === Концепция === |
− | + | Определение динамического массива будет выделять пространство только для [[Pointer/ru|указателя]]. | |
− | + | Во [[runtime|время выполнения]] различные подпрограммы будут обеспечивать удобное использование, но что более важно, синтаксис доступа к элементам массива путем помещения индексов в квадратные скобки поддерживается [[Compiler|компилятором]] (реализован как автоматическое разыменование [[Pointer/ru|указателя]]). | |
− | + | Индексы динамических массивов всегда являются неотрицательными целыми числами, начинающимися с нуля для первого элемента. | |
− | + | Невозможно использовать перечислительный тип, любой другой порядковый тип в качестве индекса или изменить первый элемент, заданный индексом <syntaxhighlight lang="pascal" inline>1</syntaxhighlight>. | |
− | === | + | === Определение === |
− | + | Одномерный динамический массив определяется так: | |
<syntaxhighlight lang="pascal"> | <syntaxhighlight lang="pascal"> | ||
array of char | array of char | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | + | Обратите внимание, что размерность [массива] не указан. | |
− | + | Для определения многомерного массива в качестве базового типа указывается сам массив. | |
<syntaxhighlight lang="pascal"> | <syntaxhighlight lang="pascal"> | ||
array of array of longInt | array of array of longInt | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | === | + | === Задание размерности === |
− | + | [[Procedure/ru|Процедура]] компилятора {{Doc|package=RTL|unit=system|identifier=setlength|text=<syntaxhighlight lang="pascal" inline>setLength</syntaxhighlight>}} изменит длину динамического массива при условии, что памяти достаточно. | |
<syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="5"> | <syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="5"> | ||
program setLengthDemo(input, output, stdErr); | program setLengthDemo(input, output, stdErr); | ||
Line 35: | Line 35: | ||
end. | end. | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | + | Процедура выделяет память для стольких записей базового типа, сколько указано, плюс некоторые данные для управления. Затем она {{Doc|package=RTL|unit=system|identifier=copyarray|text=''copies''}} (копирует) все элементы старого массива в новый. Новые поля, которых раньше не было, инициализируются по умолчанию с помощью встроенного механизма. | |
− | |||
− | |||
− | + | Размер многомерных массивов также можно изменить с помощью <syntaxhighlight lang="pascal" inline>setLength</syntaxhighlight>. | |
<syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="5"> | <syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="5"> | ||
program multidimensionalSetLengthDemo(input, output, stdErr); | program multidimensionalSetLengthDemo(input, output, stdErr); | ||
Line 48: | Line 46: | ||
end. | end. | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | + | Допустимые индексы для первого измерения выборки находятся в диапазоне <syntaxhighlight lang="pascal" inline>0..11</syntaxhighlight>, в то время как действительные индексы для его второго измерения находятся в диапазоне <syntaxhighlight lang="pascal" inline>0..63</syntaxhighlight>. | |
− | + | Один весьма полезный факт заключается в том, что ограничение в неизменности всех размеров [статического массива] не распространяется на динамические массивы. | |
<syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="7,9,12,19"> | <syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="7,9,12,19"> | ||
program binomialPotence(input, output, stdErr); | program binomialPotence(input, output, stdErr); | ||
Line 67: | Line 65: | ||
pascalsTriangle[1][1] := 1; | pascalsTriangle[1][1] := 1; | ||
− | // | + | // строим значения простым сложением |
for exponent := 2 to high(pascalsTriangle) do | for exponent := 2 to high(pascalsTriangle) do | ||
begin | begin | ||
Line 84: | Line 82: | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | === | + | === Инициализация === |
− | + | Начиная с FPC 3.0.0 типы динамических массивов, которые не являются анонимными, автоматически снабжаются «конструктором», как это возможно уже знакомо по объектно-ориентированному программированию. | |
− | + | Это позволяет объединить вызовы <tt>setLength</tt> и серию присвоения значений в одном операторе: | |
<syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="7"> | <syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="7"> | ||
program dynamicArrayCreateDemo(input, output, stdErr); | program dynamicArrayCreateDemo(input, output, stdErr); | ||
Line 97: | Line 95: | ||
end. | end. | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | + | Конечно, вы также можете вкладывать массивы: | |
<syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="8-13"> | <syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="8-13"> | ||
program nestedDynamicArrayCreateDemo(input, output, stdErr); | program nestedDynamicArrayCreateDemo(input, output, stdErr); | ||
Line 115: | Line 113: | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | === | + | === Обращение === |
− | + | Имейте в виду, что динамические массивы являются указателями. | |
− | + | Присвоение переменных динамического массива друг другу копирует не какую-либо полезную нагрузку, а только адрес. | |
− | + | Это отличается от поведения статических массивов. | |
− | + | Если вы хотите дублировать данные, вы должны использовать {{Doc|package=RTL|unit=system|identifier=copy|text=<syntaxhighlight lang="pascal" inline>system.copy</syntaxhighlight>}}. | |
<syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="25"> | <syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="25"> | ||
program dynamicArrayCopyDemo(input, output, stdErr); | program dynamicArrayCopyDemo(input, output, stdErr); | ||
Line 135: | Line 133: | ||
setLength(foo, 1); | setLength(foo, 1); | ||
foo[0] := 'X'; | foo[0] := 'X'; | ||
− | // | + | // копируем _адрес_ |
bar := foo; | bar := foo; | ||
− | write(' | + | write(' начальное значение: '); |
printArrays; | printArrays; | ||
− | // | + | // изменяем содержимое _посредством_ _второго_ адреса |
bar[0] := 'O'; | bar[0] := 'O'; | ||
− | write(' | + | write('изменено посредством 2-го адр: '); |
printArrays; | printArrays; | ||
− | // | + | // копируем содержимое |
bar := copy(foo, 0, length(foo)); | bar := copy(foo, 0, length(foo)); | ||
bar[0] := 'X'; | bar[0] := 'X'; | ||
− | write(' | + | write(' скопировано и изменено: '); |
printArrays; | printArrays; | ||
end. | end. | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | + | Только с помощью <tt>copy</tt> оба массива могут быть изменены независимо. | |
− | + | Как указано выше, <tt>setLength</tt> копирует данные. Выделенная строка в примере выше (семантически) эквивалентна <syntaxhighlight lang="pascal" inline>setLength(bar, length(bar))</syntaxhighlight>. | |
− | |||
− | + | Динамические массивы считаются ссылками. Вызов <syntaxhighlight lang="pascal" inline>setLength(myDynamicArrayVariable, 0)</syntaxhighlight> фактически делает <tt>myDynamicArrayVariable:=</tt> [[Nil|nil]] и уменьшает количество ссылок. Только когда счетчик ссылок достигает нуля, блок памяти освобождается. | |
− | |||
− | |||
<syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="9,10,15"> | <syntaxhighlight lang="pascal" line highlight="9,10,15"> | ||
program dynamicArrayNilDemo(input, output, stdErr); | program dynamicArrayNilDemo(input, output, stdErr); | ||
Line 167: | Line 162: | ||
setLength(foo, 1); | setLength(foo, 1); | ||
foo[0] := 'X'; | foo[0] := 'X'; | ||
− | // | + | // копируем ссылку, увеличиваем счетчик ссылок |
bar := foo; | bar := foo; | ||
− | // foo | + | // foo становится nil, счетчик ссылок уменьшается |
setLength(foo, 0); | setLength(foo, 0); | ||
writeLn('length(foo) = ', length(foo), | writeLn('length(foo) = ', length(foo), | ||
'; length(bar) = ', length(bar)); | '; length(bar) = ', length(bar)); | ||
− | // | + | // уменьшаем количество ссылок в очередной раз |
bar := nil; | bar := nil; | ||
writeLn('length(foo) = ', length(foo), | writeLn('length(foo) = ', length(foo), | ||
Line 180: | Line 175: | ||
end. | end. | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
− | + | Тем не менее, динамические массивы финализируются автоматически. Нет необходимости вручную устанавливать <syntaxhighlight lang="pascal" inline>setLength(…, 0)</syntaxhighlight> для всех ваших ссылок, когда программа заканчивается или когда выходит из области видимости в целом. | |
− | |||
− | + | Без <syntaxhighlight lang="pascal" inline>{$rangeChecks on}</syntaxhighlight> возможен выход за пределы массива. Это означает, что при итерации по динамическим массивам невозможно работать без {{Doc|package=RTL|unit=system|identifier=low|text=<syntaxhighlight lang="pascal" inline>low</syntaxhighlight>}} и {{Doc|package=RTL|unit=system|identifier=high|text=<syntaxhighlight lang="pascal" inline>high</syntaxhighlight>}} значений, чтобы определить допустимые индексы (первый является необязательным, поскольку динамические массивы всегда начинаются с нуля). В качестве альтернативы можно использовать [[for-in_loop/ru|циклы]] <tt>for… in</tt>, если индекс не требуется. | |
− | |||
− | |||
− | + | Помните, что [[SizeOf/ru#.D0.94.D0.B8.D0.BD.D0.B0.D0.BC.D0.B8.D1.87.D0.B5.D1.81.D0.BA.D0.B8.D0.B5_.D0.BC.D0.B0.D1.81.D1.81.D0.B8.D0.B2.D1.8B_.D0.B8_.D1.82.D0.BE.D0.BC.D1.83_.D0.BF.D0.BE.D0.B4.D0.BE.D0.B1.D0.BD.D0.BE.D0.B5|<syntaxhighlight lang="pascal" inline>sizeOf</syntaxhighlight>]] динамического массива соответствует размеру указателя. | |
− | == | + | == Приложение == |
− | * | + | * есть {{Doc|package=RTL|unit=system|identifier=tboundarray|text=<syntaxhighlight lang="pascal" inline>system.tBoundArray</syntaxhighlight>}} и {{Doc|package=RTL|unit=objpas|identifier=tboundarray|text=<syntaxhighlight lang="pascal" inline>objPas.tBoundArray</syntaxhighlight>}} |
− | == | + | == См. также == |
− | * [[String|< | + | * [[String/ru|<tt>string</tt>]] |
− | * | + | * пример: [[Example: Multidimensional dynamic array|multidimensional dynamic array]] |
* [https://www.freepascal.org/docs-html/ref/refsu14.html#x38-510003.3.1 Free Pascal Reference guide: “Dynamic arrays”] | * [https://www.freepascal.org/docs-html/ref/refsu14.html#x38-510003.3.1 Free Pascal Reference guide: “Dynamic arrays”] |
Latest revision as of 17:11, 6 August 2022
│
English (en) │
español (es) │
suomi (fi) │
français (fr) │
日本語 (ja) │
русский (ru) │
Динамический массив - это массив, размеры которого неизвестны во время компиляции. Динамический массив не является единственным типом, предоставляющим массивы переменной длины, но с 2018 года он является единственным, который поддерживает FPC.
Использование
Концепция
Определение динамического массива будет выделять пространство только для указателя. Во время выполнения различные подпрограммы будут обеспечивать удобное использование, но что более важно, синтаксис доступа к элементам массива путем помещения индексов в квадратные скобки поддерживается компилятором (реализован как автоматическое разыменование указателя).
Индексы динамических массивов всегда являются неотрицательными целыми числами, начинающимися с нуля для первого элемента.
Невозможно использовать перечислительный тип, любой другой порядковый тип в качестве индекса или изменить первый элемент, заданный индексом 1
.
Определение
Одномерный динамический массив определяется так:
array of char
Обратите внимание, что размерность [массива] не указан.
Для определения многомерного массива в качестве базового типа указывается сам массив.
array of array of longInt
Задание размерности
Процедура компилятора setLength
изменит длину динамического массива при условии, что памяти достаточно.
1program setLengthDemo(input, output, stdErr);
2var
3 sieve: array of longWord;
4begin
5 setLength(sieve, 1337);
6end.
Процедура выделяет память для стольких записей базового типа, сколько указано, плюс некоторые данные для управления. Затем она copies (копирует) все элементы старого массива в новый. Новые поля, которых раньше не было, инициализируются по умолчанию с помощью встроенного механизма.
Размер многомерных массивов также можно изменить с помощью setLength
.
1program multidimensionalSetLengthDemo(input, output, stdErr);
2var
3 samples: array of array of smallInt;
4begin
5 setLength(samples, 12, 64);
6end.
Допустимые индексы для первого измерения выборки находятся в диапазоне 0..11
, в то время как действительные индексы для его второго измерения находятся в диапазоне 0..63
.
Один весьма полезный факт заключается в том, что ограничение в неизменности всех размеров [статического массива] не распространяется на динамические массивы.
1program binomialPotence(input, output, stdErr);
2var
3 pascalsTriangle: array of array of longWord;
4 exponent: longInt;
5 factor: longInt;
6begin
7 setLength(pascalsTriangle, 20);
8
9 setLength(pascalsTriangle[0], 1);
10 pascalsTriangle[0][0] := 1;
11
12 setLength(pascalsTriangle[1], 2);
13 pascalsTriangle[1][0] := 1;
14 pascalsTriangle[1][1] := 1;
15
16 // строим значения простым сложением
17 for exponent := 2 to high(pascalsTriangle) do
18 begin
19 setLength(pascalsTriangle[exponent], exponent + 1);
20 pascalsTriangle[exponent][0] := 1;
21 pascalsTriangle[exponent][exponent] := 1;
22 for factor := 1 to exponent - 1 do
23 begin
24 pascalsTriangle[exponent][factor] :=
25 pascalsTriangle[exponent - 1][factor - 1] +
26 pascalsTriangle[exponent - 1][factor];
27 end;
28 end;
29
30 // ...
Инициализация
Начиная с FPC 3.0.0 типы динамических массивов, которые не являются анонимными, автоматически снабжаются «конструктором», как это возможно уже знакомо по объектно-ориентированному программированию. Это позволяет объединить вызовы setLength и серию присвоения значений в одном операторе:
1program dynamicArrayCreateDemo(input, output, stdErr);
2type
3 truths = array of boolean;
4var
5 l: truths;
6begin
7 l := truths.create(false, true, true, false, true, false, false);
8end.
Конечно, вы также можете вкладывать массивы:
1program nestedDynamicArrayCreateDemo(input, output, stdErr);
2type
3 truths = array of boolean;
4 pattern = array of truths;
5var
6 p: pattern;
7begin
8 p := pattern.create(
9 truths.create(false, false),
10 truths.create(true, false),
11 truths.create(true, false, false),
12 truths.create(true, true, false)
13 );
14end.
Обращение
Имейте в виду, что динамические массивы являются указателями. Присвоение переменных динамического массива друг другу копирует не какую-либо полезную нагрузку, а только адрес. Это отличается от поведения статических массивов.
Если вы хотите дублировать данные, вы должны использовать system.copy
.
1program dynamicArrayCopyDemo(input, output, stdErr);
2
3var
4 foo, bar: array of char;
5
6procedure printArrays;
7begin
8 writeLn('foo[0] = ', foo[0], '; bar[0] = ', bar[0]);
9end;
10
11begin
12 setLength(foo, 1);
13 foo[0] := 'X';
14 // копируем _адрес_
15 bar := foo;
16 write(' начальное значение: ');
17 printArrays;
18
19 // изменяем содержимое _посредством_ _второго_ адреса
20 bar[0] := 'O';
21 write('изменено посредством 2-го адр: ');
22 printArrays;
23
24 // копируем содержимое
25 bar := copy(foo, 0, length(foo));
26 bar[0] := 'X';
27 write(' скопировано и изменено: ');
28 printArrays;
29end.
Только с помощью copy оба массива могут быть изменены независимо.
Как указано выше, setLength копирует данные. Выделенная строка в примере выше (семантически) эквивалентна setLength(bar, length(bar))
.
Динамические массивы считаются ссылками. Вызов setLength(myDynamicArrayVariable, 0)
фактически делает myDynamicArrayVariable:= nil и уменьшает количество ссылок. Только когда счетчик ссылок достигает нуля, блок памяти освобождается.
1program dynamicArrayNilDemo(input, output, stdErr);
2var
3 foo, bar: array of char;
4begin
5 setLength(foo, 1);
6 foo[0] := 'X';
7 // копируем ссылку, увеличиваем счетчик ссылок
8 bar := foo;
9 // foo становится nil, счетчик ссылок уменьшается
10 setLength(foo, 0);
11 writeLn('length(foo) = ', length(foo),
12 '; length(bar) = ', length(bar));
13
14 // уменьшаем количество ссылок в очередной раз
15 bar := nil;
16 writeLn('length(foo) = ', length(foo),
17 '; length(bar) = ', length(bar));
18end.
Тем не менее, динамические массивы финализируются автоматически. Нет необходимости вручную устанавливать setLength(…, 0)
для всех ваших ссылок, когда программа заканчивается или когда выходит из области видимости в целом.
Без {$rangeChecks on}
возможен выход за пределы массива. Это означает, что при итерации по динамическим массивам невозможно работать без low
и high
значений, чтобы определить допустимые индексы (первый является необязательным, поскольку динамические массивы всегда начинаются с нуля). В качестве альтернативы можно использовать циклы for… in, если индекс не требуется.
Помните, что sizeOf
динамического массива соответствует размеру указателя.