C динамичный массив: Динамическое выделение памяти, динамические массивы

Динамические массивы в Excel

Что такое динамические массивы

В сентябре 2018 года Microsoft выпустила обновление, которое добавляет в Microsoft Excel совершенно новый инструменты: динамические массивы (Dynamic Arrays) и 7 новых функций для работы с ними. Эти вещи, без преувеличения, совершенно кардинальным образом меняет всю привычную технику работы с формулами и функциями и касаются, буквально, каждого пользователя.

Рассмотрим простой пример, чтобы объяснить суть.

Предположим, что у нас есть простая табличка с данными по городам-месяцам. Что будет если мы выделим любую пустую ячейку справа на листе и введем в нее формулу-ссылку не на одну ячейку, а сразу на диапазон?

Во всех прошлых версиях Excel после нажатия на Enter мы бы получили содержимое только одной первой ячейки B2. А как иначе?

Ну, или можно было бы завернуть этот диапазон в какую-нибудь аггрегирующую функцию типа =СУММ(B2:C4) и получить по нему общий итог.

Если бы нам потребовались операции посложнее примитивной суммы, например, извлечение уникальных значений или Топ-3, то пришлось бы вводить нашу формулу как формулу массива, используя сочетание клавиш Ctrl+Shift+Enter.

Теперь всё по-другому.

Теперь после ввода такой формулы мы можем просто нажать на Enter — и получить в результате сразу все значения, на которые мы ссылались:

Это не магия, а новые динамические массивы, которые теперь есть в Microsoft Excel. Добро пожаловать в новый мир :)

Особенности работы с динамическими массивами

Технически, весь наш динамический массив хранится в первой ячейке G4, заполняя своими данными необходимое количество ячеек вправо и вниз. Если выделить любую другую ячейку массива, то в строке формул ссылка будет неактивной, показывая, что мы находимся в одной из «дочерних» ячеек:

Попытка удалить одну или несколько «дочерних» ячеек ни к чему не приведёт — Excel тут же заново их вычислит и заполнит.

При этом ссылаться на эти «дочерние» ячейки в других формулах мы можем совершенно спокойно:

Если копировать первую ячейку массива (например из G4 в F8), то и и весь массив (его ссылки) сдвинется в том же направлении, как и в обычных формулах:

Если нам нужно переместить массив, то достаточно будет перенести (мышью или сочетанием Ctrl+X, Ctrl+V), опять же, только первую главную ячейку G4 — вслед за ней перенесется на новое место и заново развернётся весь наш массив.

Если вам нужно сослаться где-нибудь еще на листе на созданный динамический массив, то можно использовать спецсимвол # («решётка») после адреса его ведущей ячейки:

Например, теперь можно легко сделать выпадающий список в ячейке, который ссылается на созданный динамический массив:

Ошибки динамических массивов

Но что будет, если для развёртывания массива не будет достаточно пространства или на его пути окажутся ячейки уже занятые другими данными? Знакомьтесь с принципиально новым типом ошибок в Excel — #ПЕРЕНОС! (#SPILL!):

Как всегда, если щелкнуть мышью по значку с желтым ромбом и восклицательным знаком, то мы получим более подробное пояснение по источнику проблемы и сможем быстро найти мешающие ячейки:

Аналогичные ошибки будут возникать, если массив выходит за пределы листа или натыкается на объединенную ячейку. Если удалить препятствие, то всё тут же исправится на лету.

Динамические массивы и «умные» таблицы

Если динамический массив указывает на «умную» таблицу, созданную сочетанием клавиш Ctrl+T или с помощью Главная — Форматировать как таблицу (Home — Format as Table), то он также унаследует её главное качество — автоподстройку размеров.

При добавлении новых данных внизу или справа «умная» таблица и динамический диапазон тоже будут автоматически растягиваться:

При этом, однако, есть одно ограничение: мы не можем использовать ссылку на динамический диапазон в форумулах внутри «умной» таблицы:

Динамические массивы и другие функции Excel

Хорошо, скажете вы. Всё это интересно и забавно. Не нужно, как раньше, вручную протягивать формулу со ссылкой на первую ячейку исходного диапазона вниз и вправо и всё такое. И всё?

Не совсем.

Динамические массивы — это не просто еще один инструмент в Excel. Теперь они внедрены в самое сердце (или мозг) Microsoft Excel — его вычислительный движок. А это значит что и другие, привычные нам формулы и функции Excel теперь тоже поддерживают работу с динамическими массивами. Давайте разберём несколько примеров, чтобы вы осознали всю глубину произошедших изменений.

Транспонирование

Чтобы транспонировать диапазон (обменять местами строки и столбцы) в Microsoft Excel всегда имелась встроенная функция ТРАНСП (TRANSPOSE). Однако, чтобы её использовать, вы должны были сначала правильно выделить диапазон для результатов (например, если на входе был диапазон 5х3, то вы должны были обязательно выделить 3×5), потом ввести функцию и нажать сочетание Ctrl+Shift+Enter, т.к. она умела работать только в режиме формул массива.

Теперь можно просто выделить одну ячейку, ввести в нее эту же формулу и нажать на обычный Enter — динамический массив сделает всё сам:

Таблица умножения

Этот пример я обычно приводил, когда меня просили наглядно показать преимущества формул массива в Excel. Теперь чтобы посчитать всю таблицу Пифагора достаточно встать в первую ячейку B2, ввести туда формулу перемножающую два массива (вертикальный и горизонтальный набор чисел 1..10) и просто нажать на Enter:

Склейка и преобразование регистра

Массивы можно не только перемножать, но склеивать стандартным оператором & (амперсанд). Предположим, нам нужно сцпеить имя и фамилию из двух столбцов и поправить скачущий регистр в исходных данных. Делаем это одной короткой формулой, которая формирует весь массив, а потом применяем к нему функцию ПРОПНАЧ (PROPER), чтобы привести в порядок регистр:

Вывод Топ-3

Предположим, что у нас есть куча чисел, из которых нужно вывести три лучших результата, расположив их в порядке убывания. Теперь это делается одной формулой и, опять же, без всяких Ctrl+Shift+Enter как раньше:

Если захочется, чтобы результаты располагались не в столбец, а в строку, то достаточно заменить в этой формуле двоеточия (разделитель строк) на точку с запятой (разделитель элементов внутри одной строки). В англоязычной версии Excel роль этих разделителей играют точка с запятой и запятая, соответственно.

ВПР извлекающая сразу несколько столбцов

Функцей ВПР (VLOOKUP) теперь можно вытаскивать значения не из одного, а сразу из нескольких столбцов — достаточно указать их номера (в любом желаемом порядке) в виде массива в третьем аргументе функции:

Функция СМЕЩ (OFFSET) возвращающая динамический массив

Одной из самых интересных и полезных (после ВПР) функций для анализа данных является функция СМЕЩ (OFFSET), которой я посвятил в своё время целую главу в своей книжке и статью здесь. Сложность в понимании и освоении этой функции всегда была в том, что она возвращала в качестве результата массив (диапазон) данных, но увидеть его мы не могли, т.к. Excel до сих пор не умел работать с массивами «из коробки».

Сейчас эта проблема в прошлом. Посмотрите, как теперь с помощью одной формулы и динамического массива, возвращаемого СМЕЩ, можно извлечь все строки по заданному товару из любой отсортированной таблицы:

Давайте разберём её аргументы:

• А1 — стартовая ячейка (точка отсчёта)
• ПОИСКПОЗ(F2;A2:A30;0) — вычисление сдвига от стартовой ячейки вниз — до первой найденной капусты.
• 0 — сдвиг «окна» вправо относительно стартовой ячейки
• СЧЁТЕСЛИ(A2:A30;F2) — вычисление высоты возвращаемого «окна» — количества строк, где есть капуста.
• 4 — размер «окна» по горизонтали, т.е. выводим 4 столбца

Новые функции для динамических массивов

Помимо поддержки механизма динамических массивов в старых функциях, в Microsoft Excel были добавлены несколько совершенно новых функций, заточенных именно под работу с динамическими массивами. В частности, это:

• СОРТ (SORT) — сортирует входной диапазон и выдает динамический массив на выходе
• СОРТПО (SORTBY) — умеет сортировать один диапазон по значениям из другого
• ФИЛЬТР (FILTER) — извлекает из исходного диапазона строки, удовлетворяющие заданным условиям
• УНИК (UNIQUE) — извлекает из диапазона уникальные значения или убирает повторы
• СЛМАССИВ (RANDARRAY) — генерит массив случайных чисел заданного размера
• ПОСЛЕД (SEQUENCE) — формирует массив из последовательности чисел с заданным шагом

Подробнее про них — чуть позже. Они стоят отдельной статьи (и не одной) для вдумчивого изучения 🙂

Выводы

Если вы прочитали всё написанное выше, то, думаю, уже осознаёте масштаб изменений, которые произошли. Очень многие вещи в Excel теперь можно будет делать проще, легче и логичнее. Я, признаться, немного в шоке от того, сколько статей теперь придется корректировать здесь, на этом сайте и в моих книгах, но готов это сделать с легким сердцем.

Подбивая итоги, в плюсы динамических массивов можно записать следующее:

• Можно забыть про сочетание Ctrl+Shift+Enter. Теперь Excel не видит различий между «обычными формулами» и «формулами массива» и обрабатывает их одинаково.
• Про функцию СУММПРОИЗВ (SUMPRODUCT), которую раньше использовали для ввода формул массива без Ctrl+Shift+Enter тоже можно забыть — теперь достаточно просто СУММ и Enter.
• Умные таблицы и привычные функции (СУММ, ЕСЛИ, ВПР, СУММЕСЛИМН и т. д.) теперь тоже полностью или частично поддерживают динамические массивы.
• Есть обратная совместимость: если открыть книгу с динамическими массивами в старой версии Excel, то они превратятся в формулы массива (в фигурных скобках) и продолжат работать в «старом стиле».

Нашлось и некоторое количество минусов:

• Нельзя удалить отдельные строки, столбцы или ячейки из динамического массива, т.е. он живёт как единый объект.
• Нельзя сортировать динамический массив привычным образом через Данные — Сортировка (Data — Sort). Для этого есть теперь специальная функция СОРТ (SORT).
• Динамический диапазон нельзя превратить в умную таблицу (но можно сделать динамический диапазона на основе умной таблицы).

Само-собой, это еще не конец и, я уверен, Microsoft продолжит совершенствовать этот механизм в будущем.

Где скачать?

И, наконец, главный вопрос :)

Microsoft впервые анонсировало и показало превью динамических массивов в Excel еще в сентябре 2018 года на конференции Ignite. В последующие несколько месяцев происходило тщательное тестирование и обкатка новых возможностей сначала на кошках сотрудниках самой Microsoft, а потом на добровольцах-тестировщиках из круга Office Insiders. В этом году обновление, добавляющее динамические массивы стали постепенно раскатывать уже по обычным подписчикам Office 365. Я, например, получил его только в августе с моей подпиской Office 365 Pro Plus (Monthly Targeted).

Если в вашем Excel ещё нет динамических массивов, а поработать с ними очень хочется, то есть следующие варианты:

• Если у вас подписка Office 365, то можно просто продождать, пока до вас дойдет это обновление. Как быстро это случится — зависит от настройки частоты доставки обновлений для вашего Office (раз в год, раз в полгода, раз в месяц). Если у вас корпоративный ПК, то можно попросить вашего администратора настроить загрузку обновлений почаще.
• Можно записаться в ряды тех самых добровольцев-тестировщиков Office Insiders — тогда вы будете первым получать все новые возможности и функции (но есть шанс повышенной глючности в работе Excel, само-собой).
• Если у вас не подписка, а коробочная standalone-версия Excel, то придется ждать до выхода следующей версии Office и Excel в 2022 году, как минимум. Пользователи таких версий получают только обновления безопасности и исправления ошибок, а все новые «плюшки» теперь достаются только подписчикам Office 365. Sad but true 🙂

В любом случае, когда динамические массивы появятся в вашем Excel — после этой статьи вы будете к этому уже готовы 🙂

Ссылки по теме

2. Динамические массивы — Документация Programming

Массивы в языке C

Массив — это тип данных, состоящий из элементов, расположенных в памяти
последовательно .

При использовании массивов следует учитывать ряд особенностей.

В стандарте С89 размер массива должен быть известен на этапе компиляции. В
стандарте С99 появились массивы переменной длины (Variable-length array), но
сохранялось ограничение: после объявления массива невозможно изменить
количество элементов в нем.

Массив нельзя передать в функцию. Функции, работающие с массивами, принимают
указатель на нулевой элемент и, как правило, размер массива, поскольку нет
переносимого способа узнать размер массива, располагая только указателем на
нулевой элемент.

Память для массивов выделяется в стеке . Память в стеке выделяется и
освобождается автоматически, что значительно упрощает работу с ней. Однако
размер стека ограничен. Его можно узнать, выполнив команду:

В приведенном примере размер стека составляет 8МБ. Для изменения размера стека
требуются права администратора.

Динамические массивы

На практике часто возникают задачи, в которых размер массива неизвестен на
этапе компиляции, а также может меняться в процессе работы приложения. При этом
требуется сохранить преимущества обычных массивов: обращение к элементам за O(1).
В таких случаях используют динамические массивы, которые по историческим
причинам в контексте языка C++ называют векторами.

Вектор состоит из трех компонент:

1. Указатель на участок памяти, в котором хранятся элементы.
   |
   size = 5

   Базовые операции с вектором.

   IntVector *int_vector_new(size_t initial_capacity)

   Создает массив нулевого размера.

   Параметры:	initial_capacity (size_t) – исходная емкость массива
   Результат:	указатель на IntVector, если удалось выделить память. Иначе NULL.

   Implementation note: поскольку функция возвращает указатель, в реализации
   ожидается выделение двух участков памяти: для структуры IntVector и
   для массива внутри структуры. Функция должна корректно обрабатывать ошибку
   при выделении любого из участков памяти, не должна возвращать указатель
   частично сформированный объект и не должна приводить к утечкам памяти в
   случае ошибки.

   IntVector *int_vector_copy(const IntVector *v)

   Результат:	Указатель на копию вектора v. NULL, если не удалось выделить память.

   void int_vector_free(IntVector *v)

   Освобождает память, выделенную для вектора v.

   int int_vector_get_item(const IntVector *v, size_t index)

   Результат:	элемент под номером index. В случае выхода за границы массива поведение не определено.

   void int_vector_set_item(IntVector *v, size_t index, int item)

   Присваивает элементу под номером index значение item. В случае
   выхода за границы массива поведение не определено.

   size_t int_vector_get_size(const IntVector *v)

   Результат:	размер вектора.

   size_t int_vector_get_capacity(const IntVector *v)

   Результат:

   емкость вектора. | size = 7 void int_vector_pop_back(IntVector *v) Удаляет последний элемент из массива. Нет эффекта, если размер массива равен 0. int int_vector_shrink_to_fit(IntVector *v) Уменьшает емкость массива до его размера. Результат: 0 в случае успешного изменения емкости, -1 в случае ошибки. int int_vector_resize(IntVector *v, size_t new_size) Изменяет размер массива. Если новый размер массива больше исходного, то добавленные элементы заполняются нулями. Если новый размер массива меньше исходного, то перевыделение памяти не происходит. Для уменьшения емкости массива в этом случае следует использовать функцию int_vector_shrink_to_fit. Результат: 0 в случае успеха, -1 в случае ошибки. Если не удалось изменить размер, массив остается в исходном состоянии. int int_vector_reserve(IntVector *v, size_t new_capacity) Изменить емкость массива. Нет эффекта, если новая емкость меньше либо равна исходной. Результат: 0 в случае успеха, -1 в случае ошибки. Если не удалось изменить емкость, массив остается в исходном состоянии. Структуры данных: динамический массив В компьютерных науках динамический массив, растущий массив, массив с изменяемым размером, динамическая таблица, изменяемый массив или список массивов — это структура данных с произвольным доступом, список переменных размеров, позволяющий добавлять или удалять элементы. Он поставляется со стандартными библиотеками на многих современных основных языках программирования. Динамические массивы преодолевают предел статических массивов, которые имеют фиксированную емкость, которая должна быть указана при распределении. Динамический массив — это не то же самое, что динамически распределяемый массив, который представляет собой массив, размер которого фиксирован при выделении массива, хотя динамический массив может использовать такой массив фиксированного размера в качестве базовой части. Динамические массивы ограниченного размера и емкость Простой динамический массив может быть создан путем выделения массива фиксированного размера, как правило, большего, чем количество элементов, необходимых немедленно. Элементы динамического массива хранятся непрерывно в начале базового массива, а оставшиеся позиции в конце базового массива зарезервированы или не используются. Элементы могут быть добавлены в конец динамического массива в постоянное время, используя зарезервированное пространство, пока это пространство не будет полностью использовано. Когда все пространство занято и требуется добавить дополнительный элемент, размер базового массива фиксированного размера должен быть увеличен. Как правило, изменение размера обходится дорого, поскольку включает выделение нового базового массива и копирование каждого элемента из исходного массива. Элементы могут быть удалены из конца динамического массива за постоянное время, так как изменение размера не требуется. Число элементов, используемых содержимым динамического массива, представляет собой его логический размер или размер, в то время как размер базового массива называется емкостью или физическим размером динамического массива, который является максимально возможным размером без перемещения данных. Массив фиксированного размера будет достаточен в приложениях, где максимальный логический размер является фиксированным (например, по спецификации), или может быть вычислен до выделения массива. Динамический массив может быть предпочтительным, если: максимальный логический размер неизвестен или его трудно вычислить, прежде чем массив будет выделен считается, что максимальный логический размер, заданный спецификацией, может измениться амортизированная стоимость изменения размера динамического массива не оказывает существенного влияния на производительность или скорость отклика Геометрическое расширение и амортизированная стоимость Чтобы избежать затрат на многократное изменение размера, динамические массивы изменяют размер на большое количество, например удваивают размер, и используют зарезервированное пространство для будущего расширения. Операция добавления элемента в конец может работать следующим образом: function insertEnd(dynarray a, element e) if (a.size == a.capacity) // изменить размер в два раза // по сравнению с текущей емкостью: a.capacity ← a.capacity * 2 // скопировать содержимое // в новую ячейку памяти a[a.size] ← e a.size ← a.size + 1 При вставке n элементов емкости образуют геометрическую прогрессию. Расширение массива на любую постоянную пропорцию a гарантирует, что вставка n элементов занимает в общем O(n) времени, а это означает, что каждая вставка занимает амортизированное постоянное время. Многие динамические массивы также освобождают часть основного хранилища, если его размер падает ниже определенного порога, например 30% емкости. Этот порог должен быть строго меньше, чем 1/a, чтобы обеспечить гистерезис (обеспечить стабильную полосу, чтобы избежать многократного роста и сокращения) и поддерживать смешанные последовательности вставок и удалений с амортизированными постоянными затратами. Динамические массивы являются распространенным примером при обучении амортизированному анализу. Фактор роста Коэффициент роста для динамического массива зависит от нескольких факторов, включая компромисс между пространством-временем и алгоритмы, используемые в самом распределителе памяти. Для фактора роста a среднее время на операцию вставки составляет около a/(a-1), в то время как количество потерянных ячеек ограничено выше (a-1)n. Если в распределителе памяти используется алгоритм первичного размещения, то значения коэффициента роста, такие как a=2, могут привести к тому, что динамическому расширению массива не хватит памяти, даже если значительный объем памяти все еще будет доступен. Были различные обсуждения идеальных значений факторов роста, в том числе предложения по золотому сечению, а также значение 1,5. Однако во многих учебниках a = 2 используется для простоты и анализа. Ниже приведены факторы роста, используемые несколькими популярными реализациями: Производительность Сравнение списковых структур данных Динамический массив имеет производительность, аналогичную массиву, с добавлением новых операций для добавления и удаления элементов: Получение или установка значения по определенному индексу (постоянное время) Перебор элементов по порядку (линейное время, хорошая производительность кеша) Вставка или удаление элемента в середине массива (линейное время) Вставка или удаление элемента в конце массива (постоянное амортизированное время) Динамические массивы извлекают выгоду из многих преимуществ массивов, включая хорошую локальность ссылок и использование кэша данных, компактность (низкое использование памяти) и произвольный доступ. Они обычно имеют только небольшие фиксированные дополнительные издержки для хранения информации о размере и емкости. Это делает динамические массивы привлекательным инструментом для построения структур данных, дружественных к кешу. Однако в таких языках, как Python или Java, которые применяют ссылочную семантику, динамический массив, как правило, не будет хранить фактические данные, а скорее будет хранить ссылки на данные, которые находятся в других областях памяти. В этом случае последовательный доступ к элементам в массиве фактически будет включать в себя доступ к нескольким несмежным областям памяти, поэтому многие преимущества удобства кэширования этой структуры данных теряются. По сравнению со связанными списками динамические массивы имеют более быструю индексацию (постоянное время по сравнению с линейным временем) и, как правило, более быструю итерацию из-за улучшенного местоположения ссылки; однако динамические массивы требуют линейного времени для вставки или удаления в произвольном месте, поскольку все последующие элементы должны быть перемещены, в то время как связанные списки могут делать это за постоянное время. Этот недостаток смягчается за счет разрыва буфера и многоуровневых векторных вариантов, обсуждаемых в разделе Варианты ниже. Кроме того, в сильно фрагментированной области памяти может быть дорого или невозможно найти непрерывное пространство для большого динамического массива, тогда как связанные списки не требуют непрерывного хранения всей структуры данных. Сбалансированное дерево может хранить список, в то же время достаточно эффективно обеспечивая все операции как динамических массивов, так и связанных списков, но как вставка в конце, так и итерация по списку происходит медленнее, чем для динамического массива, в теории и на практике из-за отсутствия сопутствующих ресурсов хранения и обхода/манипуляции с деревьями. Варианты Gap буферы похожи на динамические массивы, но позволяют эффективно проводить операции вставки и удаления, кластеризованные в одном и том же произвольном месте. Некоторые реализации deque используют массивы deques, которые позволяют вставлять/удалять за амортизированное постоянное время на обоих концах вместо одного конца. Гудрич представил алгоритм динамического массива, называемый многоуровневыми векторами, который обеспечивает производительность O(sqrt(n)) для вставок или удалений с сохранением порядка из середины массива. Дерево хэшированного массива (HAT) — это алгоритм динамического массива, опубликованный Ситарски в 1996 году. Хэшированное дерево массивов тратит порядка sqrt(n) объема пространства хранения, где n — количество элементов в массиве. Алгоритм имеет O(1) амортизированную производительность при добавлении серии объектов в конец дерева хешированного массива. В работе 1999 г. Brodnik et al. описали структуру данных многоуровневого динамического массива, которая тратит впустую только sqrt(2) пространства для n элементов в любой момент времени, и они доказывают нижнюю границу, показывающую, что любой динамический массив должен тратить столько места, если операции должны оставаться амортизированными постоянным временем. Кроме того, они представляют вариант, в котором увеличение и уменьшение буфера имеет не только амортизированное, но и наихудшее постоянное время. Языковая поддержка C++ std::vector и Rust std::vec::Vec — это реализации динамических массивов, а также классы ArrayList, поставляемые с Java API и .NET Framework. Общий класс List, поставляемый с версией 2.0 .NET Framework, также реализован с использованием динамических массивов. OrderedCollection в Smalltalk — это динамический массив с динамическим начальным и конечным индексами, что делает удаление первого элемента также O(1). Реализация списка типов данных (list datatype) Python представляет собой динамический массив. Delphi и D реализуют динамические массивы в основе языка. Универсальный пакет Ada Ada.Containers.Vectors обеспечивает реализацию динамического массива для данного подтипа. Многие языки сценариев, такие как Perl и Ruby, предлагают динамические массивы как встроенный примитивный тип данных. Несколько кроссплатформенных сред предоставляют реализации динамических массивов для C, включая CFArray и CFMutableArray в Core Foundation, а также GArray и GPtrArray в GLib. Читайте также: Билл Джелен. Динамические массивы в Excel Незаметно для меня Microsoft совершил прорыв, представив в сентябре 2018 новые возможности – динамические массивы. Ниже – перевод книги Bill Jelen. Excel Dynamic Arrays Straight to the Point. Книги серии Straight to the Point предназначены для глубокого освещения одного аспекта Excel. Билл Джелен – основатель сайта MrExcel.com и автор множества книг о Excel. Сайт бесплатно отвечает на более чем 30 000 вопросов в год. В моем блоге представлены три книги Джелена: Скачать заметку в формате Word или pdf, примеры в формате Excel Содержание Начало работы Функция СОРТ Функция СОРТПО Функция ФИЛЬТР Функция УНИК Комбинирование функций Функция ПОСЛЕД Функция СЛМАССИВ Почему формулы массива (Ctrl+Shift+Enter) такие жесткие: неявное пересечение Функция ПРОСМОТРX и динамические массивы Обычные функции, использующие динамические массивы Динамические массивы и функции кубов Введение Ранее многие люди пытались изучать формулы массива и потерпели неудачу. Майк Гирвин написал отличную книгу, чтобы объяснить, как работают формулы массива. Целые главы той книги здесь будут сведены к коротким предложениям, благодаря новым функциям. О динамических массивах было объявлено 24 сентября 2018 года, но даже в MS Excel 2019 они пока не представлены. Динамические массивы доступны только в Office 365. Я думаю, что парадигма покупки бессрочной лицензии на Office каждые три или шесть лет устарела, и рекомендую переходить на подписку. Как организована эта книга. В главе 1 вы узнаете о концепции формулы, распространяющейся на соседние ячейки. Вы увидите, как непустая ячейка может блокировать разлив массива, и как это исправить. Вы услышите о неявном пересечении и о том, как нотация @ может решить эту проблему. Главы 2–8 посвящены каждой из шести новых функций и их комбинациям. Глава 9 основана на превосходном видео Джо Макдэйда. Из этой главы вы узнаете термины, которые использует команда Excel Calc: Подъем, Трансляция, Попарный подъем, Усечение массива и Неявное пересечение. В главе 10 рассматриваются два способа, с помощью которых динамические массивы делают новую функцию ПРОСМОТРX более мощной. В 11-й – приведены 24 примера объединения динамических массивов с рядом обычных функций Excel. В 12-й главе показано, как динамические массивы могут работать с  функциями кубов. Оригинальные файлы с примерами можно загрузить с сайта автора. К каждой главе я приложу файл, адаптированный к настоящему переводу. Глава 1. Начало работы Формулы теперь могу разливаться В этой главе рассматривается новая формула =A2:A20, ошибка #ПЕРЕНОС! и новый неявный оператор пересечения @. Начнем с базовой формулы массива. Перейдите в ячейку Е3. Наберите =A2:C10. В более ранних версиях Excel вам пришлось бы включить этот диапазон в качестве аргумента какой-нибудь функции, или использовать формулу массива, одновременно нажав Ctrl+Shift+Enter. Рис. 1. Формула указывает на диапазон ячеек Теперь же достаточно нажать Enter. Excel возвращает значения в 27 ячеек, которые выбираются автоматически вправо и вниз. Посмотрите на формулу в строке формул… здесь нет фигурных скобок, а это значит, что никто не нажимал Ctrl+Shift+Enter. Рис. 2. Одна формула вернула множество значений Ячейка E4 содержит текст Central, и, хотя строка формул показывает формулу для этой ячейки, она отображается серым цветом. Давайте проверим с помощью VBA, что содержится в ячейках Е3 и Е4? Рис. 3. VBA подтверждает, что в ячейке Е4 не формула VBA показывает, что в ячейке Е3 – формула, а в Е4 – нет. Также в Excel можно ввести формулу =ЕФОРМУЛА(E4). Она вернет ЛОЖЬ. И еще одна проверка. Выберете диапазон D1:h30, и пройдите по меню Главная –> Найти и заменить –> Формулы. Будет выделена только ячейка E3. Один из первых вопросов на YouTube в ответ на мои первые видео с динамическими массивами был: можно ли вы копировать и вставлять значения? Да! Выберите диапазон E3:G11, нажмите Ctrl+C, кликните правой кнопкой мыши на выбранную новую ячейку и выберите Специальная вставка –> Значения. Что происходит, если формула не может пролиться? Что произойдет, если ячейка, куда должен разлиться диапазон, будет занята? Рис. 4. Как Excel справится с занятой ячейкой? Excel вернет ошибку #ПЕРЕНОС! Excel сообщает, что не может вернуть массив целиком. Поэтому не вернет ни одного результата. Если выбрать контекстное меню слева от ячейки с ошибкой, можно  выделить мешающие ячейки. Возможно, их получится перенести в другое место листа. Рис. 5. Ошибка #ПЕРЕНОС! и ее контекстное меню Как только вы очистите ячейки, мешающие размещению массива, он автоматически разольется. Существует несколько типов ошибки #ПЕРЕНОС! Та, что выше, называется Диапазон для переноса данных не пустой. Другие ошибки: Неопределенный размер. Вы не можете использовать волатильные функции, например, СЛУЧМЕЖДУ(), в качестве аргумента функции ПОСЛЕДОВ(). Выходит за пределы листа. Вы не можете ввести функцию =СОРТ(C:C) в ячейке E2. Табличная формула. Вы не можете использовать функции динамического массива внутри Таблицы. Не хватает памяти. Вам следует ссылаться на диапазон меньшего размера. Разлив в объединенные ячейки. Динамический массив не может разливаться в объединенную ячейку. Неопознанная ошибка. Excel не может распознать ошибку. Если ваша формула указывает на Таблицу, динамический массив будет расширяться при добавлении новых строк в Таблицу Рис. 6. Динамический массив «отслеживает» Таблицу Сравните с рис. 2. Вы преобразовали диапазон А1:С19 в Таблицу (Ctrl+T). Формула в ячейке Е3 изменилась на =Таблица1. Теперь, если вы добавите еще одну строку в Таблицу (А11:С11), формула в ячейке Е3 не изменится, а динамический массив автоматически расширится еще одной строкой (Е12:G12). Хотя формулы динамического массива могут указывать на Таблицу, в самой Таблице использовать формулы динамического массива нельзя. Использование нового типа ссылок на массив: E3# Как вы захотите сослаться на массив E3:G12, но не знаете, какого он размера, добавьте оператор разлитого диапазона (#) после ячейки, содержащей формулу массива. Например, =E3 вернет East, =E3# вернет весь массив, формула которого хранится в E3. Неофициально это называется ссылочной нотацией массива. Такая нотация поддерживается только при ссылке внутри одной книги. Что такое неявное пересечение Если вы введете =@C2:C11 в любой ячейке в строках со 2 по 10, формула вернет значение из столбца С той строки, в которой вы ввели формулу. Знак @ известен как неявный оператор пересечения. Рис. 7. Используйте нотацию @, когда вам нужно неявное пересечение. Статический массив против динамического массива в C ++ Важно иметь четкие определения того, что означают термины. К сожалению, существует несколько определений того, что означают статические и динамические массивы. Статические переменные — это переменные, определенные с использованием статического распределения памяти . Это общая концепция, не зависящая от C / C ++. В C / C ++ мы можем создавать статические переменные с глобальной, файловой или локальной областью видимости следующим образом: int x[10]; static int y[10]; foo() { static int z[10]; Автоматические переменные обычно реализуются с использованием выделения памяти на основе стека . Автоматический массив можно создать на C / C ++ следующим образом: foo() { int w[10]; Общим для этих массивов, x, y, zи wявляется то, что размер каждого из них фиксирован и определяется во время компиляции. Одна из причин, по которой важно понимать различие между автоматическим массивом и статическим массивом, заключается в том, что статическое хранилище обычно реализуется в разделе данных (или разделе BSS ) объектного файла, и компилятор может использовать абсолютные адреса для доступа к массивам. что невозможно при хранении на основе стека. Под динамическим массивом обычно подразумевается не тот, размер которого можно изменять, а тот, который реализован с использованием динамического распределения памяти с фиксированным размером, определяемым во время выполнения. В C ++ это делается с помощью newоператора . foo() { int *d = new int[n]; Но можно создать автоматический массив с размером исправлений, определенным во время выполнения, используя alloca: foo() { int *s = (int*)alloca(n*sizeof(int)) Для настоящего динамического массива следует использовать что-то вроде std::vectorC ++ (или массив переменной длины в C ). Что означало задание в вопросе ОП? Я думаю, ясно , что то , что хотели , не был статичным или автоматическим массивом , но один , который используется либо динамическое распределение памяти с помощью newоператора или массив нефиксированного размера , используя , например std::vector. Динамический массив — это… Что такое Динамический массив? Динамическим называется массив, размер которого может меняться во время исполнения программы. Для изменения размера динамического массива язык программирования, поддерживающий такие массивы, должен предоставлять встроенную функцию или оператор. Динамические массивы дают возможность более гибкой работы с данными, так как позволяют не прогнозировать хранимые объёмы данных, а регулировать размер массива в соответствии с реально необходимыми объёмами. В отличие от динамических массивов существуют статические массивы и массивы переменной длинны. Размер статического массива определяется на момент компиляции программы. Размер массива переменной длинны определяется во время выполнения программы. Отличием динамического массива от массива переменной длинны является автоматическое изменение размеров, что не трудно реализуется в случаях его отсутствия, поэтому часто не различают массивы переменной длины с динамическими массивами. Пример динамического массива на языке «Pascal» byteArray : Array of Byte; // Одномерный массив multiArray : Array of Array of string; // Многомерный массив Динамические массивы (или массивы переменной длины) поддерживаются Delphi, FreePascal, но не Turbo Pascal. Пример объявления динамического массива на языках C/C++ Одномерный динамический массив: Создаем массив с 10-ю элементами типа int: Си: int *mas = malloc (sizeof(int) * 10); С++: Получить доступ к значению каждого элемента можно по индексу (порядковый номер): mas[0] = 2; // присвоили значение 2 нулевому элементу массива mas mas[1] = 7; // присвоили значение 7 первому элементу массива mas //. .. и т.д. Следовательно, если брать такой подход, то вам понадобится около десяти строк кода, чтобы проинициализировать весь массив. Для того, чтобы этого избежать напишем тоже самое в цикле: for(int i = 0; i < 10; i++){ cin>>mas[i]; // пользователь вводит значение каждого i-того элемента массива } После чего работаем с массивом. Также его можно вывести на экран: for(int i = 0; i < 10; i++){ cout << mas[i] << endl; } Для освобождения из памяти одномерного динамического массива используем: Си: С++: оператор delete: Строго говоря вышеописанная реализация массива не является динамической, т.к. нет изменения размера массива во время работы, а всего лишь массивом переменной длины. Возможным решением является realloc, но можно применить только при использовании malloc, но не new. Для того чтобы изменить размер такого массива необходимо объявить еще один массив нужного размера, скопировать в него все данные и освободить память занимаемую старым массивом. В С++ библиотечным решением является std::vector. В С89 нет массивов переменной длины, они есть только в С99 (который поддерживают не все компиляторы). Некоторые (довольно старые) компиляторы С++ также не поддерживают массивов переменной длинны. Ссылки Динамические массивы на C++ Динамические массивы на C++   Статические массивы, аля int a[3]={3,5,7}, хороши своей простотой. Но бывают случаи, когда «статика» массивов мешает. Например, Вы хотите написать программу перемножения матриц любых порядков. Вот тут статический массив не просто мешает — его применение здесь практически невозможно! Итак, встречайте — динамический массив! Что же это такое? Это когда Вы во время работы своей программы (а не во время разработки) можете менять размеренность массивов. И начнем мы с одномерных (векторных) массивов. int x = 5; // тут задается «длина» массива (при заданном значении нам доступно 5 элементов int) int *arr = new int[x]; // это создание // а это проверка arr[0]=1347; arr[4]=-124;     cout << arr[0] << endl << arr[4] << endl; Освобождение памяти (или удаление, что не совсем точно) производиться так: Двумерные (матричные) массивы создаются немногим сложнее: int x = 5; int y = 5; /* размеры масива */     int **arr = new int*[x]; for(int i=0;i<x;i++) arr[i]=new int[y]; «Удаление» производиться так: for(int i=0;i<x;i++) delete[]arr[i]; delete[]arr; Трехмерные массивы: int x = 5; int y = 5; int z = 4; /* размеры массива */ int ***arr = new int**[x]; for(int i=0;i<x;i++) { arr[i]=new int*[y]; for(int j=0;j<y;j++) arr[i][j]=new int[z]; } Удаление трехмерных массивов производиться так: for(int i=0;i<x;i++) { for(int j=0;j<y;j++) { } delete[]arr[i]; } delete[]arr; Четырех-, пяти- а также n-мерные создаются по тому же алгоритму. Для примера покажу четырехмерный: int x=3,y=3,z=3,t=3; int ****arr = new int***[x]; for(int i=0;i<x;i++) { arr[i] = new int**[y]; for(int j=0;j<y;j++) { arr[i][j] = new int*[z]; for(int k=0;k<z;k++) { arr[i][j][k] = new int[t]; } } } Мы создавали только массивы типа int. Также само можно создавать и других типов. Ниже динамический массив типа float: int x = 3; int y = 7; float **arr = new float*[x]; for(int i=0;i<x;i++) arr[i]=new float[y]; Удаляется он так же само. Не забудьте внести iostream.h чтобы cout работал (#include <iostream.h>) Написанные файлы можно скачать (для Linux) тут (для Windows) тут. Дерзайте!   НАЗАД Динамическая память — Учебники по C ++ Новые и новые операторы [] Динамическая память выделяется с помощью оператора new . за новым следует спецификатор типа данных и, если требуется последовательность из более чем одного элемента, их количество в скобках [] . Он возвращает указатель на начало нового выделенного блока памяти. Его синтаксис: указатель = новый тип указатель = новый тип [число_элементов] Первое выражение используется для выделения памяти, содержащей один единственный элемент типа типа .Второй используется для выделения блока (массива) элементов типа типа , где число_элементов — целое число, представляющее их количество. Например: 1 2 int * foo; foo = новый int [5]; В этом случае система динамически выделяет пространство для пяти элементов типа int и возвращает указатель на первый элемент последовательности, который назначен на foo (указатель). Следовательно, foo теперь указывает на допустимый блок памяти с пространством для пяти элементов типа int . Здесь foo является указателем, и, таким образом, к первому элементу, на который указывает foo , можно получить доступ либо с помощью выражения foo [0] , либо с помощью выражения * foo (оба эквивалентны) . Ко второму элементу можно получить доступ либо с помощью foo [1] , либо * (foo + 1) , и так далее … Существует существенная разница между объявлением обычного массива и выделением динамической памяти для блока память с использованием новых .Наиболее важным отличием является то, что размер регулярного массива должен быть константным выражением , и, следовательно, его размер должен быть определен в момент разработки программы, до ее запуска, тогда как распределение динамической памяти выполняется новый позволяет назначать память во время выполнения, используя любое значение переменной в качестве размера. Динамическая память, запрошенная нашей программой, выделяется системой из кучи памяти. Однако память компьютера — ограниченный ресурс, и он может быть исчерпан.Следовательно, нет никаких гарантий, что все запросы на выделение памяти с использованием оператора new будут удовлетворены системой. C ++ предоставляет два стандартных механизма для проверки успешности выделения: Один из них — обработка исключений. При использовании этого метода при сбое выделения создается исключение типа bad_alloc . Исключения — это мощная функция C ++, которая будет описана позже в этих руководствах. Но пока вы должны знать, что если это исключение выбрасывается и оно не обрабатывается конкретным обработчиком, выполнение программы прекращается. Этот метод исключения используется по умолчанию в new и используется в декларации, например: foo = новый int [5]; // если распределение не удается, генерируется исключение Другой метод известен как nothrow , и что происходит при его использовании, так это то, что при сбое выделения памяти вместо выдачи исключения bad_alloc или завершения программы указатель, возвращаемый new , является нулевым . указатель , и программа продолжит свое выполнение в обычном режиме. Этот метод можно указать с помощью специального объекта с именем nothrow , объявленного в заголовке , в качестве аргумента для new : foo = new (nothrow) int [5]; В этом случае, если выделение этого блока памяти не удается, сбой можно обнаружить, проверив, является ли foo нулевым указателем: 1 2 3 4 5 int * foo; foo = new (nothrow) int [5]; , если (foo == nullptr ) { // ошибка при назначении памяти.Принять меры. } Этот метод nothrow , вероятно, создаст менее эффективный код, чем исключения, поскольку он подразумевает явную проверку значения указателя, возвращаемого после каждого выделения. Таким образом, механизм исключения обычно предпочтительнее, по крайней мере, для критических распределений. Тем не менее, в большинстве будущих примеров будет использоваться механизм nothrow из-за его простоты. Операторы удаляют и удаляют [] В большинстве случаев динамически выделяемая память требуется только в течение определенных периодов времени в программе; когда она больше не нужна, ее можно освободить, чтобы память снова стала доступной для других запросов динамической памяти.Это цель оператора delete , синтаксис которого: 1 2 удалить указатель ; удалить [] указатель; Первый оператор освобождает память одного элемента, выделенного с использованием new , а второй освобождает память, выделенную для массивов элементов с помощью new и размера в скобках ( [] ). Значение, переданное в качестве аргумента для delete , должно быть либо указателем на блок памяти, ранее выделенным с помощью new , либо нулевым указателем (в случае нулевого указателя , delete не дает никакого эффекта ). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 // помним-о-матик #include #include с использованием пространства имен std; int main () { int i, n; внутр * р; cout << «Сколько чисел вы хотите ввести?» ; cin >> я; p = новый (без выстрела) int [i]; , если (p == nullptr ) cout << «Ошибка: не удалось выделить память» ; еще { для (n = 0; n "Введите число:" ; cin >> p [n]; } cout << "Вы ввели:" ; для (n = 0; n "," ; удалить [] п; } возврат 0; } Сколько цифр вы хотите ввести? 5 Введите номер: 75 Введите номер: 436 Введите номер: 1067 Введите число: 8 Введите номер: 32 Вы ввели: 75, 436, 1067, 8, 32, Обратите внимание, что значение в скобках в новом операторе является значением переменной, введенным пользователем ( i ), а не постоянным выражением: p = новый (без поворота) int [i]; Всегда существует вероятность того, что пользователь вводит значение для i настолько большое, что система не может выделить для него достаточно памяти.Например, когда я попытался дать значение 1 миллиард на вопрос «Сколько чисел», моя система не смогла выделить такой объем памяти для программы, и я получил текстовое сообщение, которое мы подготовили для этого случая (Ошибка : память не удалось выделить ). Считается хорошей практикой для программ всегда иметь возможность обрабатывать сбои при выделении памяти либо путем проверки значения указателя (если nothrow ), либо путем перехвата правильного исключения. 9.14 — Динамическое размещение массивов Автор Alex 18 августа 2015 г. | последнее изменение: nascardriver: 3 февраля 2021 г. Помимо динамического выделения отдельных значений, мы также можем динамически выделять массивы переменных.В отличие от фиксированного массива, где размер массива должен быть фиксированным во время компиляции, динамическое выделение массива позволяет нам выбирать длину массива во время выполнения. Для динамического размещения массива мы используем форму массива new и delete (часто называемую new [] и delete []): 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 #include #include // std :: size_t int main () { std :: cout << "Введите положительное целое число:"; std :: size_t length {}; std :: cin >> length; int * массив {новый int [длина] {}}; // использовать массив new.Обратите внимание, что длина не обязательно должна быть постоянной! std :: cout << "Я только что выделил массив целых чисел длины" << length << '\ n'; массив [0] = 5; // установить для элемента 0 значение 5 delete [] array; // использовать удаление массива для освобождения массива // нам не нужно устанавливать для массива значение nullptr / 0, потому что он все равно выйдет из области видимости сразу после этого return 0; } Поскольку мы выделяем массив, C ++ знает, что он должен использовать версию массива new вместо скалярной версии new.По сути, вызывается оператор new [], даже если [] не помещается рядом с новым ключевым словом. Длина динамически выделяемых массивов должна иметь тип, который можно преобразовать в std :: size_t . Мы могли бы использовать int , но это вызовет предупреждение компилятора, если компилятор настроен с высоким уровнем предупреждения. У нас есть выбор между использованием std :: size_t в качестве типа length или объявлением length как int и последующим приведением его при создании массива, например: int length {}; std :: cin >> length; int * array {new int [static_cast (длина)] {}}; Обратите внимание: поскольку эта память выделяется из другого места, чем память, используемая для фиксированных массивов, размер массива может быть довольно большим.Вы можете запустить указанную выше программу и без проблем выделить массив длиной 1000000 (или, возможно, даже 100000000). Попытайся! Из-за этого программы, которым необходимо выделить много памяти в C ++, обычно делают это динамически. Динамическое удаление массивов При удалении динамически распределенного массива мы должны использовать версию удаления массива, то есть delete []. Это сообщает процессору, что ему необходимо очистить несколько переменных вместо одной.Одна из наиболее распространенных ошибок, которые делают новые программисты при работе с динамическим распределением памяти, — это использовать delete вместо delete [] при удалении динамически выделяемого массива. Использование скалярной версии удаления для массива приведет к неопределенному поведению, например к повреждению данных, утечкам памяти, сбоям или другим проблемам. Один из часто задаваемых вопросов о массиве delete []: «Откуда при удалении массива узнать, сколько памяти нужно удалить?» Ответ заключается в том, что массив new [] отслеживает, сколько памяти было выделено переменной, поэтому массив delete [] может удалить нужный объем.К сожалению, этот размер / длина недоступен для программиста. Динамические массивы почти идентичны фиксированным массивам В уроке 9.10 — Указатели и массивы вы узнали, что фиксированный массив содержит адрес памяти первого элемента массива. Вы также узнали, что фиксированный массив может распадаться на указатель, указывающий на первый элемент массива. В этой испорченной форме длина фиксированного массива недоступна (и, следовательно, размер массива не доступен через sizeof ()), но в остальном разница небольшая. Динамический массив начинает свою жизнь как указатель, указывающий на первый элемент массива. Следовательно, он имеет те же ограничения в том, что он не знает своей длины или размера. Динамический массив функционирует идентично разрушенному фиксированному массиву, за исключением того, что программист отвечает за освобождение динамического массива с помощью ключевого слова delete []. Инициализация динамически выделяемых массивов Если вы хотите инициализировать динамически выделяемый массив значением 0, синтаксис довольно прост: int * массив {новый int [длина] {}}; До C ++ 11 не было простого способа инициализировать динамический массив ненулевым значением (списки инициализаторов работали только для фиксированных массивов).Это означает, что вам нужно было перебрать массив и явно присвоить значения элементам. int * array = new int [5]; массив [0] = 9; массив [1] = 7; массив [2] = 5; массив [3] = 3; массив [4] = 1; Супер надоедает! Однако, начиная с C ++ 11, теперь можно инициализировать динамические массивы, используя списки инициализаторов! int fixedArray [5] = {9, 7, 5, 3, 1}; // инициализировать фиксированный массив перед C ++ 11 int * array {new int [5] {9, 7, 5, 3, 1}}; // инициализируем динамический массив, начиная с C ++ 11 // Чтобы предотвратить запись типа дважды, мы можем использовать auto.Это часто делается для типов с длинными именами. авто * массив {новый интервал [5] {9, 7, 5, 3, 1}}; Обратите внимание, что в этом синтаксисе нет оператора = между длиной массива и списком инициализаторов. Для согласованности фиксированные массивы также могут быть инициализированы с помощью унифицированной инициализации: int fixedArray [] {9, 7, 5, 3, 1}; // инициализируем фиксированный массив в C ++ 11 char fixedArray [] {«Hello, world!» }; // инициализируем фиксированный массив в C ++ 11 Явное указание размера массива необязательно.Это может помочь в раннем обнаружении ошибок, поскольку компилятор предупредит вас, когда указанная длина меньше фактической. На момент написания в GCC все еще есть ошибка, при которой инициализация динамически выделяемого массива символов с использованием строкового литерала в стиле C вызывает ошибку компилятора: char * array = new char [14] {«Привет, мир!» }; // не работает в GCC, хотя должно Если вам нужно сделать это в GCC, вместо этого динамически выделите std :: string (или выделите свой массив char, а затем скопируйте строку). Изменение размера массивов Динамическое выделение массива позволяет вам установить длину массива во время выделения. Однако C ++ не предоставляет встроенного способа изменения размера уже выделенного массива. Это ограничение можно обойти, динамически выделяя новый массив, копируя элементы и удаляя старый массив. Однако это подвержено ошибкам, особенно когда тип элемента является классом (у которого есть особые правила, регулирующие их создание). Следовательно, мы не рекомендуем делать это самостоятельно. К счастью, если вам нужна эта возможность, C ++ предоставляет массив с изменяемым размером как часть стандартной библиотеки под названием std :: vector. Мы скоро представим std :: vector. Время викторины Напишите программу, которая: * Спрашивает пользователя, сколько имен они хотят ввести. * Динамически выделяет массив std :: string . * Просит пользователя ввести каждое имя. * Вызывает std :: sort для сортировки имен (см. 9.4 — Сортировка массива с использованием сортировки по выбору и 9.11 — Арифметика указателя и индексация массива) * Печатает отсортированный список имен. std :: string поддерживает сравнение строк с помощью операторов сравнения <и>. Вам не нужно выполнять сравнение строк вручную. Ваш вывод должен соответствовать этому: Сколько имен вы хотите ввести? 5 Введите имя # 1: Джейсон Введите имя # 2: Отметить Введите имя # 3: Alex Введите имя # 4: Крис Введите имя # 5: Джон Вот ваш отсортированный список: Имя # 1: Алекс Имя # 2: Крис Имя # 3: Джейсон Имя # 4: Джон Имя # 5: Марк Вы можете использовать std :: getline () для чтения имен, содержащих пробелы. Чтобы использовать std :: sort () с указателем на массив, вычислить начало и конец вручную std :: sort (массив, массив + длина массива); Показать решение 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 #include <алгоритм> // std :: sort #include // std :: size_t #include #include // std :: numeric_limits #include std :: size_t getNameCount () { std :: cout << "Сколько имен вы хотите ввести?"; std :: size_t length {}; std :: cin >> length; длина возврата; } // Просит пользователя ввести все имена void getNames (std :: string * names, std :: size_t length) { // Игнорировать перевод строки, оставленный std :: cin. std :: cin.ignore (std :: numeric_limits :: max (), ‘\ n’); для (std :: size_t i {0}; i { std :: cout << "Введите имя #" << i + 1 << ":"; std :: getline (std :: cin, names [i]); } } // Печатает отсортированные имена void printNames (std :: string * names, std :: size_t length) { std :: cout << "\ n Вот ваш отсортированный список: \ n "; for (std :: size_t i {0}; i std :: cout << "Имя #" << i + 1 << ":" << names [i ] << '\ n'; } int main () { std :: size_t length {getNameCount ()}; // Выделяем массив для хранения имен auto * names {new std :: string [length] {}}; getNames (имена, длина); // Сортируем массив std :: sort (names, names + length); printNames (имена, длина); // не забудьте использовать массив delete delete [] names; // здесь нам не нужно устанавливать имена в nullptr / 0, потому что он все равно выйдет из области // сразу после этого. возврат 0; } Динамическое размещение Динамическое размещение Выделение памяти Есть два способа выделения памяти для хранения данных: Выделение времени компиляции (или статическое) Память для именованных переменных выделяется компилятором Точный размер и тип хранилища должны быть известны во время компиляции Для стандартных объявлений массивов, поэтому размер должен быть константа Распределение динамической памяти Память, выделяемая «на лету» во время выполнения динамически выделяемое пространство, обычно размещаемое в известном сегменте программы. как куча или бесплатный магазин Необязательно знать точное количество места или количество элементов. компилятором заранее. Для динамического распределения памяти решающее значение имеют указатели Распределение динамической памяти Мы можем динамически распределять дисковое пространство, пока программа работает, но мы не можем создавать новые имена переменных «на лету» По этой причине динамическое размещение требует двух шагов: Создание динамического пространства. Сохранение своего адреса в указателе (чтобы место можно принять) Для динамического выделения памяти в C ++ мы используем новый оператор. Изъятие: Освобождение — это «очистка» пространства, используемого для переменных или другое хранилище данных Переменные времени компиляции автоматически освобождаются в зависимости от их известная степень (это то же самое, что и для «автоматического» переменные) Это задача программиста — освобождать динамически созданные космос Чтобы освободить динамическую память, мы используем команду delete оператор Выделение места под новый Для динамического распределения пространства используйте унарный оператор новых , за которыми следует типа . новый int; // динамически выделяет int новый дубль; // динамически выделяет двойной При динамическом создании массива используйте ту же форму, но в скобках. с размером после типа: новый int [40]; // динамически выделяет массив из 40 целых чисел новый двойной [размер]; // динамически выделяет массив двойных размеров // обратите внимание, что размер может быть переменной Эти утверждения сами по себе не очень полезны, потому что выделенные места не имеют имен! НО, новый оператор возвращает начальный адрес выделенного пространства, и этот адрес может быть хранится в указателе: int * p; // объявляем указатель p p = новый int; // динамически выделяем int и загружаем адрес в p двойной * d; // объявляем указатель d d = новый двойной; // динамически выделяем двойной и загружаем адрес в d // мы также можем сделать это в однострочных операторах int x = 40; int * list = новый int [x]; число с плавающей запятой * числа = новое число с плавающей запятой [x + 10]; Обратите внимание, что это еще один способ инициализации указателем на действительная цель (и самая важная). Доступ к динамически создаваемому пространству Итак, когда пространство было динамически распределено, как нам использовать Это? Для единичных товаров проходим указатель. Разыменовать указатель для достижения динамически созданной цели: int * p = новый int; // динамическое целое число, на которое указывает p * р = 10; // присваивает 10 динамическому целому числу cout Для динамически создаваемых массивов можно использовать либо указатель-смещение. обозначение, или рассматривать указатель как имя массива и использовать стандартный обозначение скобок: double * numList = новый двойной [размер]; // динамический массив для (int i = 0; i Освобождение динамической памяти Чтобы освободить память, созданную с помощью new, мы используем унарный оператор удалить .Один операнд должен быть указателем в котором хранится адрес освобождаемого пространства: int * ptr = новый int; // динамически создаваемый int // ... удалить ptr; // удаляет пробел, на который указывает ptr Обратите внимание, что в этом примере указатель ptr по-прежнему существует как . Это именованная переменная, объем и размер которой определяется при компиляции. время. Его можно использовать повторно: ptr = новый int [10]; // указываем p на новый массив Чтобы освободить динамический массив, используйте эту форму: удалить [] name_of_pointer ; Пример: int * list = новый int [40]; // динамический массив удалить [] список; // освобождает массив список = 0; // сбросить список до нулевого указателя После освобождения места всегда рекомендуется сбросить указатель на null, если вы не указываете его на другую допустимую цель справа далеко. Для рассмотрения: Итак, что произойдет, если вы не сможете освободить динамический память, когда вы закончите с этим? (т.е. почему освобождение важно?) Пример приложения: динамическое изменение размера массива Если у вас есть существующий массив и вы хотите его увеличить (добавьте массив ячеек к нему), вы не можете просто добавить новые ячейки к старым. Помните, что массивы хранятся в последовательной памяти, и вы никогда не узнаете выделена ли уже память сразу после массива для чего-то еще.По этой причине процесс занимает немного больше времени. шаги. Вот пример использования целочисленного массива. Скажем это исходный массив: int * list = новый int [размер]; Я хочу изменить его размер, чтобы в массиве под названием list было место еще на 5 номеров (предположительно из-за того, что старый переполнен). Есть четыре основных шага. Создайте совершенно новый массив соответствующего типа и новый размер. (Для этого вам понадобится еще один указатель). int * temp = новый int [размер + 5]; Скопируйте данные из старого массива в новый массив (сохраняя их в одинаковых позициях). Это легко сделать с помощью цикла for. для (int i = 0; i Удалите старый массив — он вам больше не нужен! (Делать как говорит твоя мама, а мусор выносите!) удалить [] список; // это удаляет массив, на который указывает "список" Измените указатель. Вы по-прежнему хотите, чтобы массив назывался «список» (его исходное имя), поэтому измените указатель списка на новый адрес. список = темп; Вот и все! Массив списка теперь на 5 больше, чем предыдущий, и в нем те же данные, что и в исходном. Но сейчас в нем есть место для еще 5 предметов. Примечания C ++: динамическое размещение массивов Примечания C ++: динамическое размещение массивов Проблемы с массивами фиксированного размера Объявление массива фиксированного размера, например int a [100000]; имеет две типичные проблемы: Превышение максимального .Выбрать реальный максимум часто невозможно, потому что программист нет контроля над размером наборов данных, которые интересуют пользователя. Ошибочные предположения о том, что максимум никогда не будет превышен, являются источник многих ошибок программирования. Объявление очень больших массивов может быть чрезвычайно расточительно памяти, и если таких массивов много, может запретить запуск программы в некоторых системах. Без расширения . Использование небольшого размера может быть более эффективным для типичного набора данных, но предотвращает программа не работает с большими наборами данных.Если пределы массива не проверено, большие наборы данных будут проходить через конец массива с катастрофические последствия. Массивы фиксированного размера не могут расширяться по мере необходимости. Этих проблем можно избежать динамически выделение массива нужного размера или перераспределение массива, когда он нужно расширяться. Оба эти действия выполняются путем объявления массива как указатель и с помощью оператора new для выделения памяти, и удалите , чтобы освободить память, которая больше не нужна. Это именно то, что вектор есть, но давайте посмотрим, как это делается с массивом. Объявить массив как указатель, выделить новых Чтобы создать переменную, которая будет указывать на динамически выделяемый array, объявите его как указатель на тип элемента. Например, int * a = NULL; // указатель на int, по сути ни на что. Динамически выделяемый массив объявляется как указатель и не должен используйте объявление фиксированного размера массива.Приведенное выше объявление создает указатель, но еще не выделяет любая память об этом. Выделить массив с кодом> новый Когда желаемый размер массива известен, выделите для него память. с оператором new и сохраните адрес этой памяти в указателе. Помните: указатели могут иметь индексы, как и массивы. В приведенном ниже примере считывается число и выделяется массив этого размера. int * a = NULL; // Указатель на int, ничего не инициализировать.int n; // Размер, необходимый для массива cin >> n; // Считываем размер a = новый int [n]; // Выделяем n int и сохраняем ptr в. for (int i = 0; i a . a = NULL; // Очистить, чтобы предотвратить использование недопустимой ссылки на память. Освобождение памяти с помощью удаления Когда вы закончите с динамически выделяемой памятью, освободите ее с оператором удаления .После освобождения памяти ее можно повторно используется более поздними новыми запросами. Память, которую ваша программа не освободила будет освобожден, когда программа завершится. Никогда не освобождайте память, которая не выделялся динамически — результаты непредсказуемы. удалить [] a; // Свободная память, выделенная для массива a . a = NULL; // Убедитесь, что освобожденная память не используется. Используйте [] при удалении массивов Необходимо указать « [] » при удалении массива, но не для отдельного значения.Невозможно удалить только часть массива. Вам нужно сбросить указатель после удаления? После delete в этих примерах я сбрасываю указатель на NULL . В этом нет строгой необходимости, но это очень хорошая практика, так что любое использование указателя вызовет ошибку. Попытки использовать ячейку памяти 0, которая — нормальное значение по умолчанию NULL , будет заблокировано способ выделения памяти в большинстве операционных систем. Почему не удаляет сбрасывает указатель? Это происходит в некоторых системах, но спецификация языка не требует этого, поэтому не все системы это делают. Примеры Динамический 2D-массив 3D в c Динамический 2D- и 3D-массив Переменные статического массива имеют фиксированный размер. Они связаны в области данных или области стека или в области констант в зависимости от объявления. Теперь эта группа элементов зафиксирована и не может быть уменьшена или увеличена. Чтобы устранить этот недостаток, можно определить динамический массив. Динамический массив не что иное, как выделяемый во время выполнения с помощью malloc / calloc. Динамическое размещение 1d массива в c Одномерный массив легко выделить.Например, взять целочисленный указатель и вызвать malloc / calloc с правильным размером памяти в байтах. / * C выделение * / int * array = ( int *) malloc ( sizeof ( int ) * element_count); / * Размещение C ++ * / int * array = ( int *) новый int [element_count]; Летер, мы можем использовать эту переменную массива так же, как мы используем статические элементы массива. К каждому элементу можно получить доступ с помощью operator [], как array [index].Таким образом, легко преобразовать программу, написанную со статическим массивом, чтобы она работала с динамическим массивом. Нам нужно тщательно позаботиться о распределении, а остальная логика должна работать без каких-либо изменений. / * Код с использованием динамического выделения 1d массива * / внутр i; int * array = ( int *) malloc ( sizeof ( int ) * element_count); для (i = 0; i { / * используйте здесь array [i] * / } / * Код с использованием статического выделения 1d массива * / внутр i; const int element_count = 8; int массив [element_count]; для (i = 0; i { / * используйте здесь array [i] * / } Исходный код 2D-массива int main ( int argc, char * argv []) { int строк = 0; int cols = 0; int height = 0; int *** массив; внутр r, c; printf («2D-массив имеет строки:»); scanf («% d», & строк); printf («2D-массив имеет столбцы:»); scanf («% d», & cols); array = ( int **) malloc ( sizeof ( int **) * строк); для (r = 0; r array [r] = ( int *) malloc ( sizeof ( int ) * cols); } для (r = 0; r для (c = 0; c scanf («% d», & array [r] [c]); } } printf («Печать 2D-массива: \ n»); для (r = 0; r для (c = 0; c } printf («\ п»); } возврат 0; } Вывод 2D-массива 2D-массив имеет строки: 3 2D-массив имеет столбцы: 4 Введите элемент массива [0] [0]: 1 Введите элемент массива [0] [1]: 2 Введите элемент массива [0] [2]: 3 Введите элемент массива [0] [3]: 4 Введите элемент массива [1] [0]: 5 Введите элемент массива [1] [1]: 6 Введите элемент массива [1] [2]: 7 Введите элемент массива [1] [3]: 8 Введите элемент массива [2] [0]: 9 Введите элемент массива [2] [1]: 10 Введите элемент массива [2] [2]: 11 Введите элемент массива [2] [3]: 12 Печать 2D-массива: 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Исходный код 3D-массива # включить #include int main ( int argc, char * argv []) { int строк = 0; int cols = 0; int height = 0; int *** массив; внутр r, c, h; printf («В 3D-массиве есть строки:»); scanf («% d», & строк); printf («3D-массив имеет столбцы:»); scanf («% d», & cols); printf («Высота 3D-массива:»); scanf («% d», & высота); array = ( int ***) malloc ( sizeof ( int ***) * высота); для (h = 0; h array [h] = ( int **) malloc ( sizeof ( int *) * строк); для (r = 0; r array [h] [r] = ( int *) malloc ( sizeof ( int ) * cols); } } для (h = 0; h для (r = 0; r для (c = 0; c scanf («% d», & array [h] [r] [c]); } } } printf («Печать 3D-массива: \ n»); для (h = 0; h printf («Высота% d \ n», h); для (r = 0; r для (c = 0; c } printf («\ п»); } printf («\ п»); } возврат 0; } Вывод трехмерного массива В 3D-массиве строк: 3 3D-массив имеет столбцы: 4 3D-массив имеет высоту: 2 Введите элемент массива [0] [0] [0]: 1 Введите элемент массива [0] [0] [1]: 2 Введите элемент массива [0] [0] [2]: 3 Введите элемент массива [0] [0] [3]: 4 Введите элемент массива [0] [1] [0]: 5 Введите элемент массива [0] [1] [1]: 6 Введите элемент массива [0] [1] [2]: 7 Введите элемент массива [0] [1] [3]: 8 Введите элемент массива [0] [2] [0]: 9 Введите элемент массива [0] [2] [1]: 10 Введите элемент массива [0] [2] [2]: 11 Введите элемент массива [0] [2] [3]: 12 Введите элемент массива [1] [0] [0]: 13 Введите элемент массива [1] [0] [1]: 14 Введите элемент массива [1] [0] [2]: 15 Введите элемент массива [1] [0] [3]: 16 Введите элемент массива [1] [1] [0]: 17 Введите элемент массива [1] [1] [1]: 18 Введите элемент массива [1] [1] [2]: 19 Введите элемент массива [1] [1] [3]: 20 Введите элемент массива [1] [2] [0]: 21 Введите элемент массива [1] [2] [1]: 22 Введите элемент массива [1] [2] [2]: 23 Введите элемент массива [1] [2] [3]: 24 Печать 3D-массива: Высота 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Высота 1 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 О наших авторах : Team EQA Вы просмотрели 1 страницу из 248.Ваше обучение C завершено на 0,00%. Войдите, чтобы проверить свой прогресс в обучении. ‹ # › Что такое динамические массивы в C Массив — это мощная и простая в использовании структура данных, представленная на языке C. Мы знаем, что массивы обеспечивают легкий доступ к своим элементам, а целые массивы можно легко манипулировать с помощью циклов. Однако есть некоторые недостатки / ограничения массивов: 1. Невозможность изменить размер массива во время выполнения: Поскольку память для массивов выделяется во время компиляции, невозможно изменить размер массива во время выполнения программы. .Таким образом, если заявленный размер массива в какой-то ситуации недостаточен, исполняемая программа практически бесполезна. В таких ситуациях нам необходимо соответствующим образом изменить исходный код и перекомпилировать программу. Это либо невозможно (если исходный код недоступен), либо очень сложно (если исполняемый файл должен быть распространен среди большого количества людей). Кроме того, невозможно уменьшить размер массива для экономии памяти в ситуациях, когда требуется меньшее количество элементов массива. 2. Потери памяти: Поскольку размер массива не может быть увеличен во время выполнения, программист имеет тенденцию объявлять массивы намного больше, чем обычно требуется, чтобы удовлетворить некоторые непредвиденные ситуации.Это приводит к потере памяти при большинстве казней. Чтобы преодолеть эти ограничения, мы можем реализовать динамические массивы , используя функцию динамического распределения памяти языка C. Это позволяет программисту выделять для массивов только необходимую память. Например, если в классе всего 35 студентов, массив для хранения имен студентов этого класса будет выделен для хранения только 35 элементов. С другой стороны, при использовании статического распределения памяти мы можем использовать массивы гораздо большего размера, скажем, имеющие 100 элементов, что приведет к большой потере памяти. Общие шаги для работы с динамическим массивом типа Tare следующие: 1. Переменная-указатель подходящего типа (например, T * для вектора, T ** для матрицы и т. Д.) Объявляется для указания на массив, память для которого должна быть выделена во время выполнения. 2. Во время выполнения программы определяется желаемый размер массива (например, посредством взаимодействия с пользователем, файлового ввода-вывода или с помощью некоторых вычислений). 3. Требуемая память динамически выделяется указателю, предпочтительно с использованием определяемой пользователем функции распределения памяти (например,g., ivec_alloc для вектора int, imat_alloc для матрицы int и т. д.), который, в свою очередь, использует функции malloc или calloc. 4. Теперь динамический массив можно использовать обычным образом. Таким образом, к его элементам можно получить доступ с помощью операторов индекса (например, a [ i ] для вектора, a [ i ] [j] для матрицы и т. Д.), А массив можно обработать с помощью циклов. Кроме того, мы можем передавать эти массивы функциям, хотя есть некоторые различия для двух и более высоких измерений. 5.При желании мы можем изменить размер этого массива, предпочтительно с помощью пользовательской функции (скажем, ivec_realloc, imat_realloc и т. Д.), Которая, в свою очередь, использует стандартную библиотечную функцию realloc и продолжает работать с ней. 6. Когда этот динамический массив больше не требуется в программе, мы должны вернуть его в систему, используя бесплатную функцию для векторов и определяемую пользователем функцию (например, imat _free) для матриц и многомерных массивов. Как мы только что видели, для динамического выделения массива требуется довольно много кода.Если программе требуется большое количество динамических массивов, что вполне возможно даже в небольшом приложении, мы получим много повторяющегося кода для распределения памяти. Мы можем избежать этого повторяющегося кода и сделать наши программы краткими и более удобочитаемыми, определив функции для выделения / освобождения таких массивов. Динамический массив | Блестящая вики по математике и науке Динамический массив вносит важные накладные расходы как во времени, так и в пространстве. Время Если динамический массив перемещается так, что весь массив является непрерывным (и поэтому поиск выполняется за постоянное время), для увеличения и перемещения массива все равно потребуется время.В худшем случае асимптотически вставка нового элемента занимает O (n) O (n) O (n). Однако важно взглянуть на амортизированный анализ, чтобы увидеть, что время выполнения на самом деле меньше; в частности, O (1) O (1) O (1). Получить — O (1), Установить — O (1), Добавить * / Удалить в конце — O (1), Добавить / Удалить в начале — O (n), \ begin {array} {c} && \ text { Получить — O (1),} & \ text {Установить — O (1),} \\ & \ text {Добавить * / Удалить в конце — O (1),} & \ text {Добавить / Удалить в начале — O (n),} \ end {array} Добавить * / Удалить в конце — O (1) , Получить — O (1), Добавить / удалить в начале — O (n), Установить — O (1), * амортизированный анализ Космос Как мы видели ранее, в динамическом массиве может быть избыточное пространство.Это избыточное пространство может быть определено как емкость-логический размер-емкость-логический размер-емкость-логический размер. В худшем случае это 2n − n + 12n — n + 12n − n + 1. Этот худший случай происходит сразу после роста динамического массива. Таким образом, пространство, используемое динамическим массивом, составляет O (2n) O (2n) O (2n), для фактора потраченного пространства O (n) O (n) O (n). Это упрощает линейное пространство в большой нотации, но это важный фактор, о котором следует помнить при программировании. Пробел — O (n) \ begin {array} {c} && \ text {Пробел — O (n)} \ end {array} Пробел — O (n) Вы можете подумать, что программист может просто создать массив чрезвычайно большого размера, чтобы обойти накладные расходы на динамический массив.Но создание массива, который намного больше, чем вам нужно, чрезвычайно расточает память компьютера. Будет огромное количество неиспользуемого физического дискового пространства на время выполнения вашей программы. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт