11. diel - Viacrozmerné polia v C # .NET

V minulej lekcii, Podmienky v C # druhýkrát - ternárne výraz a propadávací switch , sme sa venovali ďalšie syntax podmienok.

V minulej lekcii, Podmienky v C # druhýkrát - ternárne výraz a propadávací switch , sme si uviedli metódy Split() a Join() na textových reťazcoch. Dnešný diel je v sekcii základných konštrukcií C # .NET v podstate bonusový a pojednáva o tzv. Viacrozmerných poliach. Teoreticky môžete rovno prejsť k objektovo orientovanému programovaniu , odporúčam však si koniec tejto sekcie ešte aspoň prejsť, aby ste mali o zostávajúcich technikách povedomie, predsa len sa jedná o dosť základné vedomosti.

Už vieme pracovať s jednorozmernými poľom, ktoré si môžeme predstaviť ako riadku priehradok v pamäti počítača.

(Na obrázku je vidieť pole ôsmich čísiel)

Hoci to nie je tak časté, v programovaní sa občas stretávame aj s viacrozmernými poliami a to najmä ak programujeme nejakú simuláciu (napr. Hru).

Dvojrozmerné pole

Dvojrozmerné pole si môžeme v pamäti predstaviť ako tabuľku a mohli by sme takto reprezentovať napr. Rozohranú partiu piškvoriek. Ak by sme sa chceli držať reálnych aplikácií, ktoré budete neskôr v zamestnaní tvoriť, môžeme si predstaviť, že do 2D poľa budeme ukladať informácie o obsadenosť sedadiel v kinosály. Situáciu by sme si mohli graficky znázorniť napr. Nasledovne:

(Na obrázku je vidieť 2d pole reprezentujúci obsadenosť kinosály)

Kinosála by bol v praxi samozrejme väčší, ale ako ukážka nám toto pole postačí. 0 znamená voľno, 1 obsadené. Neskôr by sme mohli doplniť aj 2 - Rezervované a podobne. Pre tieto stavy by bolo správnejšie vytvoriť si vlastný dátový typ, tzv. Výpočet, ale s ním sa stretneme až neskôr, takže si teraz musíme vystačiť iba s číslami.

2D polia deklarujeme v C # .NET nasledujúcim spôsobom:

int[,] kinosal = new int [5, 5];

Prvá číslica udáva počet stĺpcov, druhá počet riadkov (samozrejme si to môžeme určiť aj obrátene, napr. Matice v matematike sa zapisujú opačne).

Všetky numerické polia v C # .NET sú po deklarácii automaticky inicializovaná samými nulami, môžeme sa na to spoľahnúť. Vytvorili sme si teda v pamäti tabuľku plnú núl.

Naplnenie dátami

Teraz kinosála naplníme jednotkami tak, ako je vidieť na obrázku vyššie. Pretože budeme ako správni programátori leniví, využijeme na vytvorenie riadku jednotiek for cykly Pre prístup k prvku 2D poľa musíme samozrejme zadať 2 súradnice.

kinosal[2, 2] = 1; // Prostriedok
for (int i = 1; i < 4; i++) // 4. riadok
{
    kinosal[i, 3] = 1;
}
for (int i = 0; i < 5; i++) // Posledný riadok
{
    kinosal[i, 4] = 1;
}

Výpis

Výpis pole opäť vykonáme pomocou cyklu, na 2d pole budeme potrebovať cykly 2 (jeden nám proiteruje stĺpce a druhý riadky). Ako správni programátori nevložíte počet riadkov a stĺpcov do cyklov napevno, pretože sa môže zmeniť. C # .NET poskytuje na 2D poli vlastnosť Length ako tomu bolo u 1D pole, ale tá vracia celkový počet prvkov v poli, v našom prípade teda 25 . Nás bude zaujímať metóda GetLength() , ktorá prijíma ako parameter dimenziu ( 0 pre stĺpce, 1 pre riadky) a vráti nám počet prvkov v tejto dimenzii. Prvý dimenzií je počet stĺpcov, druhú počet riadkov.

Cykly ponoríme do seba tak, aby nám vonkajšie cyklus prechádzal riadky a vnútorné stĺpce v aktuálnom riadku. Po výpisu riadku je nutné odřádkovat. Obaja cykly musí mať samozrejme inú riadiacu premennú:

{CSHARP_CONSOLE}

// deklarácia
int[,] kinosal = new int [5, 5];
// naplnenie dátami
kinosal[2, 2] = 1; // Prostriedok
for (int i = 1; i < 4; i++) // 4. riadok
{
    kinosal[i, 3] = 1;
}
for (int i = 0; i < 5; i++) // Posledný riadok
{
    kinosal[i, 4] = 1;
}

for (int j = 0; j < kinosal.GetLength(1); j++)
{
    for (int i = 0; i < kinosal.GetLength(0); i++)
    {
        Console.Write(kinosal[i, j]);
    }
    Console.WriteLine();
}
{/CSHARP_CONSOLE}

výsledok:

Konzolová aplikácia
00000
00000
00100
01110
11111

N-rozmerná pole

Niekedy môže byť príhodné vytvoriť si pole o ešte viac dimenziách. My všetci si iste dokážeme predstaviť minimálne 3D poľa. S príkladom s kinosálou sa ponúka prípad použitia, kedy má budova viac poschodí (alebo všeobecne viac kinosál). Vizualizácia by vyzerala asi nejako takto:

3D poľa môžeme vytvoriť tým istým spôsobom, ako 2D pole:

int[, ,] kinosaly = new int [5, 5, 3];

Kód vyššie vytvorí 3D poľa ako na obrázku. Pristupovať k nemu budeme opäť cez Indexer (hranaté zátvorky) ako predtým, len už musíme zadať 3 súradnice.

kinosaly[3, 2, 1] = 1; // Druhý kinosála, tretí rad, štvrtý stĺpec

Ak metóde GetLength() zadáme parameter s hodnotou 2 , získavame počet "poschodí" (kinosál).

Pole polí

Mnoho programovacích jazykov vlastne viacrozmerné pole nepodporuje, C # je skôr výnimkou. Môžeme si v nich ale rovnako vytvoriť koľkých-rozmerné pole chceme, pretože 2D pole nie je vnútorne nič iné, než pole polí. Situáciu si môžeme predstaviť tak, že si vytvoríme polia o piatich prvkoch (1. riadok) a každá bunka v tomto riadku v sebe bude obsahovať ďalšie polia, reprezentujúci stĺpček.

Takéto 2D pole deklarujeme nasledujúcim spôsobom:

int[][] kinosal = new int[5][];

Výhodou takto deklarovaného 2D poľa je fakt, že si do každého riadku / stĺpca môžeme uložiť ako veľké pole chceme. V niektorých prípadoch teda nemusíme "plytvať" pamäťou na celú tabuľku a môžeme polia vytvoriť "zubaté" (anglicky jagged):

Nevýhodou tohto prístupu je, že musíme pole nepríjemne inicializovať sami. Pôvodný riadok s piatimi bunkami síce existuje, ale jednotlivé stĺpčeky si do neho musíme navkládat sami (zatiaľ si vložme všetky stĺpčeky o 5tich prvkoch):

for (int i = 0; i < kinosal.Length; i++)
{
    kinosal[i] = new int[5];
}

C # tiež ďalej neposkytuje žiadny komfort vo forme získania počtu stĺpcov a riadkov polí polí. Veľkosť poľa musíme získať takto:

int sloupcu = kinosal.Length;
int radku = 0;
if (sloupcu != 0)
    radku = kinosal[0].Length;

Všimnite si, že je potrebné pýtať sa na počet stĺpcov, ak je totiž 0 , nemôžeme sa dostať k 1. stĺpci, aby sme zistili jeho dĺžku (počet riadkov v stĺpci).

K hodnotám v poli potom pristupujeme pomocou 2 Indexer:

kinosal[4][2] = 1; // Obsadzujeme sedadlo v 5. stĺpci a 3. rade

(Použitie jediného Indexer nám vráti celý stĺpček na danom indexe)

Skrátená inicializácia viacrozmerných polí

Ešte si ukážeme, že aj viacrozmerné pole je možné rovno inicializovať hodnotami (kód vytvorí rovnú zaplnený kinosála ako na obrázku):

int[,] kinosal = new int[,] {
    { 0, 0, 0, 0, 1 },
    { 0, 0, 0, 1, 1 },
    { 0, 0, 1, 1, 1 },
    { 0, 0, 0, 1, 1 },
    { 0, 0, 0, 0, 1 }
};

(Pole je v tejto zápisnici otočené, keďže definujeme stĺpce, ktoré tu zapisujeme ako riadky).

Podobnú inicializácii môžeme použiť dokonca aj u polí zubatých (kód nižšie vytvorí zubaté poľa ako na obrázku):

int[][] zubatePole = new int[][] {
    new int[] {15, 2, 8, 5, 3},
    new int[] {3, 3, 7},
    new int[] {9, 1, 16, 13},
    new int[] {},
    new int[] {5}
};

Na záver by som rád dodal, že niektorí ľudia, ktorí nevie správne používať objekty, využívajú 2D polí na ukladanie viac údajov o jedinej entite. Napr. budeme chcieť uložiť výšku, šírku a dĺžku piatich mobilných telefónov. Hoci sa vám teraz môže zdať, že sa jedná o úlohu na 3D pole, v skutočnosti sa jedná o úlohu na obyčajné 1D pole (presnejšie zoznam) objektov typu Telefon . Ale o tom až u objektovo orientovaného programovania. Pole si určite ešte vyskúšajte ešte v cvičenie v tomto kurze.

V budúcej lekcii, Matematické funkcie v C # a knižnica Math , sa pozrieme na matematické funkcie a základný kurz zakončíme.

Mal si s čímkoľvek problém? Stiahni si vzorovú aplikáciu nižšie a porovnaj ju so svojím projektom, chybu tak ľahko nájdeš.