Файл: Особенности и примеры использования массивов при разработке программ(Определение массивов и их виды).pdf

Введение

Тема данной курсовой «Особенности и примеры использования массивов при разработке программ». Актуальность темы курсовой работы вытекает из того факта, что массивы различных типов эффективно используются в процессе разработки приложений во всех языках программирования.

Использование массивов разработчиками программ упрощает разработку программ, делает программный код более структурированным, является эффективным и полезным методом хранения и использования множества связанных данных, соответствует принятой в индустрии программирования современной технологии структурного программирования [1]. Концепция логического объединения однотипных и разнотипных данных в массивы оказалась очень полезной при разработке программ и конкретное воплощение этой концепции в различных языках программирования продолжает развиваться. Массивы широко используются в различных областях при создании научно-технических и экономических программ на различных языках программирования при обработке множества значений переменных.

Массивы оказались удобным методом хранения множества логически связанных элементов данных в едином блоке, контейнере с целью быстрого обращения к этим элементам, удобства и эффективного программирования. Организация данных в массивы позволяет сохранять элементы данных и обращаться к этим элементам данных посредством использования единственной переменной [2]. Другим важным преимуществом концепции массивов является использование циклов для быстрого обращения и обработки элементов массивов. Совместное использование массивов и циклов позволяет применить небольшое количество операторов языка программирования, обрабатывающих большие объемы данных.

На основании всего изложенного выше была поставлена цель курсовой работы – рассмотреть концепцию и основные алгоритмы, применяемые при обработки массивов на примере одного из современных языков программирования. Таким языком был выбран язык JavaScript, который в настоящее время является одним из базовых языков при разработке веб-приложений [13].

Для достижения цели курсовой работы были поставлены и решены следующие задачи:

• Проанализировать литературные и интернет источники по теме работы, обобщить результаты анализа, представить собственное определение массивов и их видов;
• Представить типовые операции с массивами на примере языка программирования JavaScript, дать описание их работы;
• Представить типовые практические примеры использования массивов в программировании на языке JavaScript.

Работа состоит из 30 страниц, введения, заключения и приложения с полными кодами программ на языке JavaScript, включает 5 рисунков.

Во введении дается обоснование актуальности темы исследования курсовой работы, поставлены цели и задачи курсовой работы.

В первом разделе работы дается определение массивов безотносительно языков программирования, рассмотрены типы массивов, приводятся примеры массивов различных типов.

Во втором разделе рассмотрены возможные операции с массивами, принятые во всех языках программирования, но с примерами на языке JavaScript.

В третьем разделе рассмотрены типовые задачи, с которыми обычно сталкиваются разработчики программ на языке программирования JavaScript, приведены коды программ с объяснениями принципов их работы

В заключении курсовой работы представлено описание результатов, достигнутых при выполнении курсовой работы, сделан вывод о практическом значении достигнутых результатов.

1. Понятие массива в языках программирования

1.1 Определение массивов и их виды

Анализ литературных источников показывает, что понятию массива дается самое разное определение. Приведем некоторые из них.

Самым распространенным определением является следующее: массив, это упорядоченный набор элементов, каждый из которых хранит одно значение, идентифицируемое с помощью одного или нескольких индексов [1]. В простейшем случае массив имеет постоянную длину и хранит единицы данных (элементы массива) одного и того же типа, а в качестве индексов выступают целые числа.

В данном определении каждому элементу ставится в соответствие индекс или несколько индексов, однако, как показывает дальнейшее исследование, элемент массива может идентифицироваться

Если говорить о самом общем определении, независимо от языков программирования, то можно определить массив, как набор (коллекцию, совокупность) элементов данных, к которым определяются правила доступа (обращения к элементам массива) и которые логически объединены одним именем (именем этого набора).

Рисунок 1 – Схема, представляющая общую сущность определения массива

В текстовом виде совокупность элементов, объединенных общим смысловым значением, выделяется скобками различного вида: [Элемент1, Элемент2, Элемент3…ЭлементN] или (Элемент1, Элемент2, Элемент3…ЭлементN). Элементы массива могут иметь, как числовые значения, так и строчные значения, могут быть одного типа (например, числовые или строчные) или смешанного типа – и числовые, и строчные. Возможны любые типы.

1.2 Массивы с числовыми индексами

Массивы с числовыми индексами, это разновидность массивов, которая предназначена для хранения пронумерованных значений элементов массива и при этом предлагаются методы для удобного манипулирования такой коллекцией [6]. Они обычно используются для хранения упорядоченных коллекций данных, например – списка услуг и товаров на странице, учеников в классе и т.п.

Пример числового массива:

[25, 35, 45, 22, 44, 46,56]

Пример массива со строчными элементами:

[Иванов, Петров, Васильев, Зисман]

Пример массива смешанного типа:

[Ковалев, 2002, сентябрь, 13]

[Пушкин, белеет парус одинокий].

Каждый элемент массива в свою очередь может быть массивом, подмассивом более общего массива. В этом случае массив называется многомерным.

Пример числового массива размерности 3Х3 (матрица):

[

[25, 35, 45],

[22, 44, 46],

[56, 67,89]

]

Пример массива со строчными элементами – группы студентов университета:

[

[Группа1, Иванов, Петров, Сидоров],

[Группа2, Вассеc, Зисман, Цукербергер]

[Группа3, Коваль, Тулеев, Уваров]

]

Пример многомерного массива смешанного типа – произведения писателя:

[

[Логунова Е.И., Принц в неглиже, 2007],

[Логунова Е.И., Афродита размера XXL, 2008],

[Логунова Е.И., Любовные игры по Интернету, 2008],

].

Для обращения к элементу массива используется простая синтаксическая конструкция вида: Имя массива [идентификатор элемента]. Соответственно, для многомерного массива производится по нескольким идентификаторам: Имя массива [идентификатор элемента массива верхнего уровня] [Идентификатор нижележащего уровня].

1.3 Ассоциативные массивы

В языках программирования часто используется синтаксическая конструкция ассоциативного массива. Пример ассоциативного массива приведен в следующем фрагменте кода:

Table_Headers =

Array

(

'Clients' => Array # клиенты

(

'Идентификатор клиента' ,

'ФИО' ,

'Адрес' ,

'Место работы и должность' ,

'Телефон' ,

'Электронный Адрес' ,

),

'Employes' => Array # сотрудники

(

'Идентификатор (код)' ,

'Наименование подразделения' ,

'Участок/Комната' ,

'Должность' ,

'Ф И О' ,

),

Для ассоциативных массивов обращение к элементам производится следующим образом: Table_Headers [Clients][Адрес]. Как видно из этого примера, обращение к элементам производится с использованием наименований элементов.

Если данные находятся в базе данных, то они считываются с помощью языка запросов к реляционным базам данных SQL по определенным ключам поиска или полностью. Этот язык встроен в скриптовый язык программирования типа php, работающий, в отличие от JavaScript, на стороне сервера. В данном случае считывается вся база данных клиентов и результат помещается в ассоциативный массив такого типа. Общую схема представлена на Рисунке 2.

Рисунок 2 – Данные помещаются в ассоциативный массив

2. Операции с массивами в языках программирования

2.1 Определение массивов в языке JavaScript

Каждый из существующих языков программирования определяет свой синтаксис для работы с массивами данных. Рассмотрим примеры на языке JavaScript.

Основное назначение и особенности JavaScript. JavaScript — это язык, который предназначен для создания клиентских и серверных веб-приложений для Internet [13]. Программы, написанные на языке JavaScript, называются скриптами. Скрипты на JavaScript включаются в тело HTML-файлов (документов) для выполнения. Программы просмотра содержимого HTML-документов (браузеры) типа Microsoft Internet Explorer и другие, интерпретируют HTML-код документа и встроенные в документ вставки в виде script-кодов и выполняют их. Язык JavaScript, это интерпретируемый язык программирования. Например, программы на JavaScript могут проверять вводимые пользователем данные в формы на экране дисплея. Программы начинают работать, в ответ, например, на ряд действий пользователей — нажатие кнопок "мыши", ввод данных в формы, перемещение "мыши" по странице.

Для создания и проверки скриптов на JavaScript не требуется никаких специальных средств разработки, необходимой программой является только браузер, который способен выполнять код языка JavaScript [5]. Код может создаваться просто в блокноте или при помощи редакторов типа Notepad++. Так как скрипт встраивается в текст HTML-документа, то можно сразу увидеть результат работы и отлаживать скрипт в интерактивном режиме – ошибка, исправление, запуск.

С его помощью языка можно динамически управлять отображением и содержимым HTML-документов. JavaScript обеспечивает взаимодействие с пользователем.

Для создания массива используется следующая простая синтаксическая конструкция: открывающиеся и закрывающиеся квадратные скобки с списком через запятую элементов внутри скобок.

Некоторые примеры массивов на языке JavaScript. Массив без определенных элементов:

var phones = [];

Массив phones с тремя элементами:

var phones = ["iPhone", "Nokia", "Samsung"];

Элементы нумеруются, начиная с нуля. Чтобы получить нужный элемент из массива – указывается его номер в квадратных скобках:

var phones = ["iPhone", "Nokia", "Samsung"];

alert(phones[0] ); // iPhone

alert(phones[1] ); // Nokia

alert(phones[2] ); // Samsung

В данном примере на экран будут последовательно выводится элементы массива phones посредством метода alert.

Любой элемент массива можно переопределить – присвоить другое значение или добавить новый элемент массива:

phones [3] = "Honor"; // теперь ["iPhone", "Nokia", "Samsung", "Honor"];

В данном примере был добавлен элемент с индексом 3 и общее количество элементов массива становиться равным 4.

Общее число элементов массива можно определить с помощью метода length:

var phones = ["iPhone", "Nokia", "Samsung", "Honor"];

alert (phones.length); // Общее число элементов массива равно 4

Необходимо отметить, что такое значение при использовании метода получается в случае последовательного использования индексирования, так как фактически метод length возвращает индекс последнего элемента, увеличенный на единицу. Если массив определен, например, таким образом: array_big[0]=1, а array_big[100]=1, то array_big.length=101.

Посредством метода alert можно выводить и весь массив, а не только отдельные элементы, при этом все элементы появляются последовательно и отделяются друг от друга запятой:

var phones = ["iPhone", "Nokia", "Samsung"];

alert(phones); // будет выведен список iPhone, Nokia, Samsung

Как было сказано выше, массив может содержать любое количество элементов самого разного типа – строки, числа, объекты. Приведем еще один пример: