Массивы чрезвычайно полезны при работе с большим количеством логически связанных между собой переменных одного типа. Например, представьте, что необходимо создать приложение для местного кинотеатра, которое отображает занятые и свободные места в зале. Предположим, что зал кинотеатра имеет 350 мест. Для запоминания состояния каждого места потребовалось бы 350 булевских переменных с уникальными именами:
Мало того, что столь большое количество объявлений совершенно неприемлемо, такой подход порождает множество других проблем. Что делать, если требуется обновить состояние места в зависимости от информации, вводимой пользователем? Единственный способ решения этой задачи — использование огромного количества операторов if-then или case, которые должны были бы проверять введенное пользователем значение и изменять соответствующую переменную. Это означает, что для обеспечения простого изменения состояния только одного места пришлось бы написать, по меньшей мере, 350 строк кода:
1 : seatl := True; 10.2: seat2 := True; 11.350: seat350 := True; end; 12.end.
Очевидно, что должен существовать более рациональный способ работы с большими коллекциями переменных. Лучший метод выполнения подобных задач связан с использованием массива.
Массив — это просто коллекция переменных. Все переменные в массиве имеют общее имя и один и тот же тип данных. Но, в отличие от отдельных переменных, все переменные в массиве обладают дополнительным свойством, отличающим их друг от друга — индексом.
Синтаксис объявления массива выглядит следующим образом:
ИмяМассива: array[Диапазон] of ТипДанных; Cinema: array[1..350] of Boolean;
Чтобы обратиться к переменной в массиве, необходимо указать имя массива, за которым должен следовать индекс переменной. Индекс переменной должен быть заключен в квадратные скобки. Синтаксис обращения к отдельному элементу массива показан ниже:
ИмяМассива [Индекс]
Так, например, если мы используем массив Cinema, и нам необходимо изменить состояние места номер 265 на свободное, можно записать следующую строку кода:
Cinema[265] : = False; Индекс элемента не обязательно должен быть постоянным значением. Он может быть переменной, а также результатом выполнения функции. Важно помнить, что значение индекса должно лежать в пределах объявленного диапазона.
Листинг 6.1. Обращение к элементу массива
{$APPTYPE CONSOLE} 350; 07.var 08.Cinema: array[1..MAX_SEATS] of Boolean; 09.userSeat: Integer; 10.begin 11.ReadLn(userSeat); 12.if (userSeat >= 1) and (userSeat <= MAX_SEATS) then 13.Cinema[userSeat] := True; 14.end.
Наиболее полезная особенность массивов состоит в том, что доступ к их элементам можно получать в цикле, что позволяет решать массу проблем.
Применительно к рассматриваемому примеру легко установить все места свободными, если кинотеатр пуст, или вычислить процент занятых мест. Если внимательнее ознакомиться с функцией Get Percent, легко заметить, что массивы поддерживают новый вид цикла for-in.
Листинг 6.2. Обращение к элементам массива в цикле
{$APPTYPE CONSOLE} 03.uses 04.SysUtils; 05.const 06.MAX_SEATS = 350; 07.var 08.Cinema: array[1..MAX_SEATS] of Boolean; 09.i: Integer; 10.procedure ClearCinema; 11.var 12.i: Integer; 13.begin 14.for i := 1 to MAX_SEATS do 15.Cinema := False; 16.end; 17.function GetPercent: Double; 18.var 19.seat: Boolean; 20.occupiedCnt: Integer; 21.begin 22.occupiedCnt := 0; 23.for seat in Cinema do 24.if seat then Inc(occupiedCnt); 25.Result := occupiedCnt * 100 / MAX_SEATS; 26.end; 27.begin 28.{ 67 seats occupied } 29.for i := 1 to 67 do 30.Cinema := True; 31.WriteLn(GetPercent:0:2, '% seats occupied.'); 32.ReadLn; 33.end.
В Delphi массивы предоставляют значительно больше возможностей, чем массивы в других языках программирования. Например, индексы массивов в С. С# и VB.NET всегда начинаются с нуля. В Delphi можно использовать значения индексов, которые наиболее подходят для конкретного случая:
100100] of Integer; 2.biglndex: array[10001020] of Integer; 3.alphabet: array[Ord(' a')..Ord('z1)] of Char;
Поскольку в Delphi массивы могут иметь различные индексы, запоминание начального и конечного индекса каждого используемого в приложении массива может представлять трудность. В Delphi реализованы две функции, которые извлекают индексы первого и последнего элементов массива: Low и High. Если цикл f or-in не используется, наилучшим способом считывания значений индексов будет использование функций Low и High. Листинг 6.3. Функции Low и High {$APPTYPE CONSOLE} 05.uses 06.SysUtils; 08.var 09.alphabet: array[Ord('a')..Ord('z')] of Char; 10.i: Integer; 12.begin 13.for i := Low(alphabet) to High(alphabet) do 14.begin 15.alphabet := Chr(i); 16.WriteLn(alphabet);17.end; 19.ReadLn; 20.end. Функции Low и High избавляют программиста от бремени запоминания точных индексов массива, легко читабельны и не замедляют работу приложения, поскольку они не вызываются во время выполнения. Компилятор заменяет вызовы обеих этих функций соответствующими значениями из объявления массива во время компиляции.Поскольку в Delphi массивы могут иметь различные индексы, запоминание начального и конечного индекса каждого используемого в приложении массива может представлять трудность. В Delphi реализованы две функции, которые извлекают индексы первого и последнего элементов массива: Low и High. Если цикл f or-in не используется, наилучшим способом считывания значений индексов будет использование функций Low и High.
Листинг 6.3. Функции Low и High
1$APPTYPE CONSOLE} 03.uses 04.SysUtils; 05.var 06.alphabet: array[Ord('a1)..Ord('z1)] of Char; i: Integer; 07.begin 08.for i :» Low(alphabet) to High(alphabet) do begin 09.alphabet := Chr(i); WriteLn(alphabet[i1); end; 10.ReadLn;
Функции Low и High избавляют программиста от бремени запоминания точных индексов массива, легко читабельны и не замедляют работу приложения, поскольку они не вызываются во время выполнения. Компилятор заменяет вызовы обеих этих функций соответствующими значениями из объявления массива во время компиляции.
В ряде случаев применение констант-массивов позволяет радикально уменьшить объем кода. Одна из таких ситуаций — использование функции, которая возвращает название месяца. При ее реализации без применения константы-массива функция возврата названия месяца оказывается достаточно длинной.
Синтаксис объявления константы-массива следующий:
1: Result := 'January'; 07.2: Result := 'February'; 08.3: Result := 'March'; 09.4: Result := 'April'; 10.5: Result := 'May'; 11.6: Result := 'June'; 12.7: Result := 'July'; 13.8: Result := 'August'; 14.9: Result := 'September'; 15.10: Result := 'October'; 16.11: Result := 'November'; 17.12: Result := 'December'; 18.else Result := ''; 19.end; 20.end;
Значительно более рациональное решение этой задачи — объявить локальную константу-массив. Функция, которая использует константу-массив, значительно короче и выглядит более профессионально.
Листинг 6.4. Использование констант-массивов
{$APPTYPE CONSOLE} 03.uses 04.SysUtils; 05.function GetMonthName(AMonth: Integer): string; 06.begin 07.case AMonth of 08.1: Result := 'January'; 09.2: Result := 'February'; 10.3: Result := 'March'; 11.4: Result := 'April'; 12.5: Result := 'May'; 13.6: Result := 'June'; 14.7: Result := 'July'; 15.8: Result := 'August'; 16.9: Result := 'September'; 17.10: Result := 'October'; 18.11: Result := 'November'; 19.12: Result := 'December'; 20.else Result := ''; 1..12] of string = ('January', 'February', 26.'March', 'April', 'May', 'June', 'July', 'August', 27.'September', 'October', 'November', 'December'); 28.begin 29.if (AMonthName < Low(MONTH)) or (AMonthName > High(MONTH)) then 30.Result := '' 31.else 32.Result := MONTH[AMonthName]; 33.end; 34.begin 35.WriteLn(GetMonthNameEx(12)); 36.ReadLn; 37.end. Если значение параметра AMonth выходит за рамки допустимого диапазона, функция GetMonthNameEx возвращает пустую строку. Необходимо всегда проверять допустимость вводимых пользователем значений. Если слепо принимать эти значения, даже простые функции, подобные приведенной выше, могут приводить к ошибке и давать неверные результаты. В данном случае, если в качестве параметра AMonth пользователь передает число 13, функция возвращает пустую строку. WriteLn (GetMonthNameEx (13)); Если убрать проверку диапазона, приложение предпримет попытку считывания значения, которое хранится вне массива. Если эта ячейка памяти пуста, вызов, возможно, будет выполнен без проблем, но если это не так, вызов приведет к ошибке. Константы-массивы позволяют также использовать оператор case со строковыми значениями. Хотя строковые значения нельзя непосредственно использовать в операторе case, можно извлечь индекс значения в массиве и затем использовать его в операторе case. Листинг 6.5. Использование строк с оператором case {$APPTYPE CONSOLE} 03.uses 04.SysUtils; 05.function MonthIndex(const AMonthName: string): Integer; 06.const 07.MONTH: array[1..12] of string = ('January', 'February', 08.'March', 'April', 'May', 'June', 'July', 'August', 09.'September', 'October', 'November', 'December'); 10.var 11.i: Integer; 12.begin 13.Result := -1; 14.for i := Low(MONTH) to High(MONTH) do 15.begin 16.if AMonthName = MONTH then 17.begin 18.Result := i; 19.Exit; 20.end; // if AMonthName 21.end; // for i 22.end; 23.var 24.userEntry: string; 25.begin