C/Tablice

W rozdziale Zmienne w C dowiedziałeś się, jak przechowywać pojedyncze liczby oraz znaki. Czasami zdarza się jednak, że potrzebujemy przechować kilka, kilkanaście albo i więcej zmiennych jednego typu. Nie tworzymy wtedy np. dwudziestu osobnych zmiennych. W takich przypadkach z pomocą przychodzi nam tablica.

Tablica to ciąg zmiennych jednego typu. Ciąg taki posiada jedną nazwę a do jego poszczególnych elementów odnosimy się przez numer (indeks).

tablica 10-elementowa

Wstęp

Sposoby deklaracji tablic

Tablicę deklaruje się w następujący sposób:

 typ nazwa_tablicy[rozmiar];

gdzie rozmiar oznacza ile zmiennych danego typu możemy zmieścić w tablicy. Zatem aby np. zadeklarować tablicę, mieszczącą 20 liczb całkowitych możemy napisać tak:

 int tablica[20];

Podobnie jak przy deklaracji zmiennych, także tablicy możemy nadać wartości początkowe przy jej deklaracji. Odbywa się to przez umieszczenie wartości kolejnych elementów oddzielonych przecinkami wewnątrz nawiasów klamrowych:

 int tablica[3] = {0,1,2};

Niekoniecznie trzeba podawać rozmiar tablicy, np.:

 int tablica[] = {1, 2, 3, 4, 5};

W takim przypadku kompilator sam ustali rozmiar tablicy (w tym przypadku - 5 elementów).

Rozpatrzmy następujący kod:

 #include <stdio.h>
 #define ROZMIAR 3
 int main()
 {
   int tab[ROZMIAR] = {3,6,8};
   int i;
   puts ("Druk tablicy tab:");
 
   for (i=0; i<ROZMIAR; ++i) {
     printf ("Element numer %d = %d\n", i, tab[i]);
   }
   return 0;
 }

Wynik:

Druk tablicy tab:
Element numer 0 = 3
Element numer 1 = 6
Element numer 2 = 8

Jak widać, wszystko się zgadza.

W powyżej zamieszczonym przykładzie użyliśmy stałej do podania rozmiaru tablicy. Jest to o tyle pożądany zwyczaj, że w razie potrzeby zmiany rozmiaru tablicy, zmieniana jest tylko wartość w jednej linijce kodu przy #define, w innym przypadku musielibyśmy szukać wszystkich wystąpień rozmiaru rozsianych po kodzie całego programu.

Odczyt/zapis wartości do tablicy

Tablicami posługujemy się tak samo jak zwykłymi zmiennymi. Różnica polega jedynie na podawaniu indeksu tablicy. Określa on, z którego elementu (wartości) chcemy skorzystać spośród wszystkich umieszczonych w tablicy. Numeracja indeksów rozpoczyna się od zera, co oznacza, że pierwszy element tablicy ma indeks równy 0, drugi 1, trzeci 2, itd.

Uwaga! Osoby, które wcześniej programowały w językach, takich jak Pascal, Basic czy Fortran, muszą przyzwyczaić się do tego, że w języku C indeks numeruje się od 0.

Spróbujmy przedstawić to na działającym przykładzie. Przeanalizuj następujący kod:

 int tablica[5] = {0};
 int i = 0;
 tablica[2] = 3;
 tablica[3] = 7;
 for (i=0;i!=5;++i) {
   printf ("tablica[%d]=%d\n", i, tablica[i]);
 }

Jak widać, na początku deklarujemy 5-elementową tablicę, którą od razu zerujemy. Następnie pod trzeci i czwarty element (liczone począwszy od 0) podstawiamy liczby 3 i 7. Pętla ma za zadanie wyprowadzić wynik naszych działań.

Tablice znaków

Tablice znaków, tj. typu char oraz unsigned char, posiadają dwie ogólnie przyjęte nazwy, zależnie od ich przeznaczenia:

• bufory - gdy wykorzystujemy je do przechowywania ogólnie pojętych danych, gdy traktujemy je jako po prostu "ciągi bajtów" (typ char ma rozmiar 1 bajta, więc jest elastyczny do przechowywania np. danych wczytanych z pliku przed ich przetworzeniem).
• napisy - gdy zawarte w nich dane traktujemy jako ciągi liter; jest im poświęcony osobny rozdział Napisy.

Tablice wielowymiarowe

tablica dwuwymiarowa (5x5)

Rozważmy teraz konieczność przechowania w pamięci komputera całej macierzy o wymiarach 10 x 10. Można by tego dokonać tworząc 10 osobnych tablic jednowymiarowych, reprezentujących poszczególne wiersze macierzy. Jednak język C dostarcza nam dużo wygodniejszej metody, która w dodatku jest bardzo łatwa w użyciu. Są to tablice wielowymiarowe, lub inaczej "tablice tablic". Tablice wielowymiarowe definiujemy podając przy zmiennej kilka wymiarów, np.:

 float macierz[10][10];

Tak samo wygląda dostęp do poszczególnych elementów tablicy:

 macierz[2][3] = 1.2;

Jak widać ten sposób jest dużo wygodniejszy (i zapewne dużo bardziej "naturalny") niż deklarowanie 10 osobnych tablic jednowymiarowych. Aby zainicjować tablicę wielowymiarową należy zastosować zagłębianie klamr, np.:

 float macierz[3][4] = {
   { 1.6, 4.5, 2.4, 5.6 },  /* pierwszy wiersz */
   { 5.7, 4.3, 3.6, 4.3 },  /* drugi wiersz */
   { 8.8, 7.5, 4.3, 8.6 }   /* trzeci wiersz */
 };

Dodatkowo, pierwszego wymiaru nie musimy określać (podobnie jak dla tablic jednowymiarowych) i wówczas kompilator sam ustali odpowiednią wielkość, np.:

 float macierz[][4] = {
   { 1.6, 4.5, 2.4, 5.6 },  /* pierwszy wiersz */
   { 5.7, 4.3, 3.6, 4.3 },  /* drugi wiersz */
   { 8.8, 7.5, 4.3, 8.6 },  /* trzeci wiersz */
   { 6.3, 2.7, 5.7, 2.7 }  /* czwarty wiersz */
 };

Innym, bardziej elastycznym sposobem deklarowania tablic wielowymiarowych, jest użycie wskaźników. Opisane to zostało w następnym rozdziale.

Ograniczenia tablic

Pomimo swej wygody tablice statyczne mają ograniczony, z góry zdefiniowany rozmiar, którego nie można zmienić w trakcie działania programu. Dlatego też w niektórych zastosowaniach tablice statyczne zostały wyparte tablicami dynamicznymi, których rozmiar może być określony w trakcie działania programu. Zagadnienie to zostało opisane w następnym rozdziale.

Uwaga! Przy używaniu tablic trzeba być szczególnie ostrożnym przy konstruowaniu pętli, ponieważ ani kompilator, ani skompilowany program nie będą w stanie wychwycić przekroczenia przez indeks rozmiaru tablicy . Efektem będzie odczyt lub zapis pamięci, znajdującej się poza tablicą.

Programiści C++ mogą użyć klasy vector, która może być wygodnym zamiennikiem tablic.

Wystarczy pomylić się o jedno miejsce (tzw. błąd off by one) by spowodować, że działanie programu zostanie nagle przerwane przez system operacyjny:

 int foo[100];
 int i;
 
 for (i=0; i<=100; i|=1) /* powinno być i<100 */
   foo[i] = 0;
 
 /* program powinien zakończyć się błędem */

Zobacz również

• Więcej o tablicach (rozszerzenie materiału)