8. díl - Pole v C#

C# .NET Základní konstrukce Pole v C# American English version English version

ONEbit hosting Unicorn College Tento obsah je dostupný zdarma v rámci projektu IT lidem. Vydávání, hosting a aktualizace umožňují jeho sponzoři.

Minule jsme si v našem C# seriálu ukázali ošetření uživatelských vstupů . Dnes si představíme datovou strukturu pole a vyzkoušíme si, co všechno umí.

Pole

Představte si, že si chcete uložit nějaké údaje o více prvcích. Např. chcete v paměti uchovávat 10 čísel, políčka šachovnice nebo jména 50ti uživatelů. Asi vám dojde, že v programování bude nějaká lepší cesta, než začít bušit proměnné uzivatel1, uzivatel2... až uzivatel50. Nehledě na to, že jich může být třeba 1000. A jak by se v tom potom hledalo? Brrr, takle ne :)

Pokud potřebujeme uchovávat větší množství proměnných stejného typu, tento problém nám řeší pole. Můžeme si ho představit jako řadu přihrádek, kde v každé máme uložený jeden prvek. Přihrádky jsou očíslované tzv. indexy, první má index 0.

Struktura pole

(Na obrázku je vidět pole osmi čísel)

Programovací jazyky se velmi liší v tom, jak s polem pracují. V některých jazycích (zejména starších, kompilovaných) nebylo možné za běhu programu vytvořit pole s dynamickou velikostí (např. mu dát velikost dle nějaké proměnné). Pole se muselo deklarovat s konstantní velikostí přímo ve zdrojovém kódu. Toto se obcházelo tzv. pointery a vlastními datovými strukturami, což často vedlo k chybám při manuální správě paměti a nestabilitě programu (např. v C++). Naopak některé interpretované jazyky umožňují nejen deklarovat pole s libovolnou velikostí, ale dokonce tuto velikost na již existujícím poli měnit (např. PHP). My víme, že C# je virtuální stroj, tedy cosi mezi kompilerem a interpretem. Proto můžeme pole založit s velikostí, kterou dynamicky zadáme až za běhu programu, ale velikost existujícího pole modifikovat nemůžeme. Lze to samozřejmě obejít nebo použít jiné datové struktury, ale k tomu se dostaneme.

Možná vás napadá, proč se tu zabýváme s polem, když má evidentně mnoho omezení a existují lepší datové struktury. Odpověď je prostá: pole je totiž jednoduché. Nemyslím pro nás na pochopení (to také), ale zejména pro C#. Rychle se s ním pracuje, protože prvky jsou v paměti jednoduše uloženy za sebou, zabírají všechny stejně místa a rychle se k nim přistupuje. Mnoho vnitřních funkčností v .NET proto nějak pracuje s polem nebo pole vrací. Je to klíčová struktura.

Pro hromadnou manipulaci s prvky pole se používají cykly.

Pole deklarujeme pomocí hranatých závorek:

int[] pole;

Pole je samozřejmě název naší proměnné. Nyní jsme však pouze deklarovali, že v proměnné bude pole intů. Nyní ho musíme založit, abychom ho mohli používat. Použijeme k tomu klíčové slovo new, které zatím nebudeme vysvětlovat. Spokojme se s tím, že je to kvůli tomu, že je pole referenční datový typ (můžeme chápat jako složitější typ):

int[] pole = new int[10];

Nyní máme v proměnné pole pole o velikosti deseti intů.

K prvkům pole potom přistupujeme přes hranatou závorku, pojďme na první index (tedy index 0) uložit číslo 1.

int[] pole = new int[10];
pole[0] = 1;

Plnit pole takhle ručně by bylo příliš pracné, použijeme cyklus a naplníme si pole čísly od 1 do 10. K naplnění použijeme for cyklus:

int[] pole = new int[10];
pole[0] = 1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
        pole[i] = i + 1;

Abychom pole vypsali, můžeme za předchozí kód připsat:

for (int i = 0; i < pole.Length; i++)
        Console.Write("{0} ", pole[i]);

Všimněte si, že pole má vlastnost Length, kde je uložena jeho délka, tedy počet prvků.

Konzolová aplikace
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Můžeme použít zjednodušenou verzi cyklu pro práci s kolekcemi, známou jako foreach. Ten projede všechny prvky v poli a jeho délku si zjistí sám. Jeho syntaxe je následující:

foreach (datovytyp promenna in kolekce)
{
        // příkazy
}

Cyklus projede prvky v kolekci (to je obecný název pro struktury, které obsahují více prvků, u nás to bude pole) postupně od prvního do posledního. Prvek máme v každé iteraci cyklu uložený v dané proměnné.

Přepišme tedy náš dosavadní program pro foreach. Foreach nemá řídící proměnnou, není tedy vhodný pro vytvoření našeho pole a použijeme ho jen pro výpis.

int[] pole = new int[10];
pole[0] = 1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
        pole[i] = i + 1;
foreach (int i in pole)
        Console.Write("{0} ", i);
Console.ReadKey();

Výstup programu:

Konzolová aplikace
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pole samozřejmě můžeme naplnit ručně a to i bez toho, abychom dosazovali postupně do každého indexu. Použijeme k tomu složených závorek a prvky oddělujeme čárkou:

string[] simpsonovi = {"Homer", "Marge", "Bart", "Lisa", "Meggie"};

Pole často slouží k ukládání mezivýsledků, které se potom dále v programu používají. Když potřebujeme nějaký výsledek 10x, tak to nebudeme 10x počítat, ale spočítáme to jednou a uložíme do pole, odtud poté výsledek jen načteme.

Metody na třídě Array

.NET nám poskytuje třídu Array, která obsahuje pomocné metody pro práci s poli. Pojďme se na ně podívat:

Sort()

Jak již název napovídá, metoda nám pole seřadí. Její jediný parametr je pole, které chceme seřadit. Je dokonce tak chytrá, že pracuje podle toho, co máme v poli uložené. Stringy třídí podle abecedy, čísla podle velikosti. Zkusme si setřídit a vypsat naši rodinku Simpsnů:

string[] simpsonovi = {"Homer", "Marge", "Bart", "Lisa", "Meggie"};
Array.Sort(simpsonovi);
foreach (string s in simpsonovi)
        Console.Write("{0} ", s);
Console.ReadKey();

Konzolová aplikace
Bart Homer Lisa Maggie Marge

Zkuste si udělat pole čísel a vyzkoušejte si, že to opravdu funguje i pro ně.

Reverse()

Reverse() nám pole otočí (první prvek bude jako poslední atd.), toho můžeme využít např. pro třídění pozpátku:

string[] simpsonovi = {"Homer", "Marge", "Bart", "Lisa", "Meggie"};
Array.Sort(simpsonovi);
Array.Reverse(simpsonovi);
foreach (string s in simpsonovi)
        Console.Write("{0} ", s);
Console.ReadKey();

IndexOf() a LastIndexOf()

Tyto metody vrátí index prvního nebo posledního nalezeného prvku. V případě nenalezení prvku vrátí -1. Každá z metodod bere dva parametry, prvním je pole, druhým hledaný prvek. Umožníme uživateli zadat jméno Simpsna a řekneme mu, na jaké pozici je uložený. Teď to pro nás nemá hlubší význam, protože prvek pole je jen string. Bude se nám to však velmi hodit ve chvíli, kdy v poli budeme mít uloženy plnohodnotné objekty. Berme to tedy jako takovou přípravu.

string[] simpsonovi = {"Homer", "Marge", "Bart", "Lisa", "Meggie"};
Console.WriteLine("Ahoj, zadej svého oblíbeného Simpsna (z rodiny Simpsů): ");
string simpson = Console.ReadLine();
int pozice = Array.IndexOf(simpsonovi, simpson);
if (pozice >= 0)
        Console.WriteLine("Jo, to je můj {0}. nejoblíbenější Simpson!", pozice + 1);
else
        Console.WriteLine("Hele, tohle není Simpson!");
Console.ReadKey();

Konzolová aplikace
Ahoj, zadej svého oblíbeného Simpsna (z rodiny Simpsů): Homer Jo, to je můj 1. nejoblíbenější Simpson!

Copy()

Copy již podle názvu zkopíruje část pole do jiného pole. Prvním parametrem je zdrojové pole, druhým cílové a třetím počet prvků, který se má zkopírovat.

Metody na poli

Třída Array není jedinou možností, jak s polem manipulovat. Přímo na samotné instanci pole (konkrétní proměnné) můžeme volat také spoustu metod. I když si zmíníme jen některé, je jich opravdu hodně. Nebudeme tedy dělat příklady, jen si je popíšeme:

Length

Length jsme si již zmínili, vrátí délku pole. Není metodou, ale vlastností, nepíší se za ni tedy závorky ().

Min(), Max(), Average(), Sum()

Matematické metody, vracející nejmenší prvek (Min()), největší prvek (Max()), průměr ze všech prvků (Average()) a součet všech prvků (Sum()). Metody nemají žádné parametry.

Concat(), Intersect(), Union()

Všechny tyto metody vrátí na výstupu nové pole a jako parametr mají druhé pole. Concat() vykoná nám již známou konkatenaci, tedy k našemu poli připojí druhé pole a takto vzniklé nové pole vrátí. Intersect() vykoná průnik obou polí, tedy sestaví pole s prvky, které jsou oběma polím společné. Union() naopak vykoná sjednocení, funguje tedy podobně jako Concat(), jen prvky, které byly v obou polích, jsou v novém poli jen jednou.

First() a Last()

Již podle názvu metody vrátí první a poslední prvek, neberou žádné parametry.

Take() a Skip()

Obě tyto metody berou jako parametr počet prvků. Take vrátí pole s daným počtem prvků zkopírovaných od začátku původního pole. Skip naopak vrátí pole bez těchto prvních prvků.

Contains()

Metoda vrací true/false podle toho, zda se prvek, uvedený v parametru metody, v daném poli nachází.

Reverse()

Metodu Reverse známe již z třídy Array, pokud ji ale voláme na konkrétním poli, tak se prvky v něm neotočí, nýbrž je vytvořeno nové otočené pole a to je vráceno. Metoda nemá žádné parametry.

Distinct()

Distinct je metoda bez parametrů a zajistí, aby byl v poli každý prvek jen jednou, tedy vymaže duplicitní prvky a unikátní pole vrátí jako návratovou hodnotu metody, opět tedy nemodifikuje dané pole.

Mnoho metod nemění přímo naše pole, ale vrátí pouze pole nové (jsou to metody Concat, Intersect, Union, Reverse a Distinct), ve kterém jsou provedeny požadované změny. Pokud chceme modifikovat původní pole, musíme do něj dosadit. Tyto metody bohužel z důvodů, které pochopíme až později, nevrací přímo pole, ale typ IEnumerable. Aby bylo dosazení výsledku zpět do pole možné, musíme ho ještě převést na pole metodou ToArray().

int[] cisla = { 1, 2, 3, 3, 3, 5 };
cisla = cisla.Distinct().ToArray();

Proměnná délka pole

Říkali jsme si, že délku pole můžeme definovat i za běhu programu, pojďme si to zkusit a rovnou si vyzkoušejme nějakou metodu na poli:

Console.WriteLine("Ahoj, spočítám ti průměr známek. Kolik známek zadáš?");
int pocet = int.Parse(Console.ReadLine());
int[] cisla = new int[pocet];
for (int i = 0; i < pocet; i++)
{
        Console.Write("Zadejte {0}. číslo: ", i + 1);
        cisla[i] = int.Parse(Console.ReadLine());
}
Console.WriteLine("Průměr tvých známek je: {0}", cisla.Average());
Console.ReadKey();

Konzolová aplikace
Ahoj, spočítám ti průměr známek. Kolik známek zadáš? 5 Zadejte 1. číslo: 1 Zadejte 2. číslo: 2 Zadejte 3. číslo: 2 Zadejte 4. číslo: 3 Zadejte 5. číslo: 5 Průměr tvých známek je: 2,6

Tento příklad by šel samozřejmě napsat i bez použití pole, ale co kdybychom chtěli spočítat např. medián? Nebo např. vypsat zadaná čísla pozpátku? To už by bez pole nešlo. Takhle máme k dispozici v poli původní hodnoty a můžeme s nimi neomezeně a jednoduše pracovat.

To by pro dnešek stačilo, můžete si s polem hrát. Příště na vás čeká překvapení ;-)


 

Stáhnout

Staženo 958x (94 kB)
Aplikace je včetně zdrojových kódů v jazyce C#

 

  Aktivity (4)

Článek pro vás napsal David Čápka
Avatar
Autor pracuje jako softwarový architekt a pedagog na projektu ITnetwork.cz (a jeho zahraničních verzích). Velmi si váží svobody podnikání v naší zemi a věří, že když se člověk neštítí práce, tak dokáže úplně cokoli.
Unicorn College Autor se informační technologie naučil na Unicorn College - prestižní soukromé vysoké škole IT a ekonomie.

Jak se ti líbí článek?
Celkem (26 hlasů) :
4.730764.730764.730764.730764.73076


 


Miniatura
Všechny články v sekci
Základní konstrukce jazyka C#
Miniatura
Následující článek
Cvičení k 7.-8. lekci C# .NET

 

 

Komentáře
Zobrazit starší komentáře (94)

Avatar
ostrozan
Redaktor
Avatar
ostrozan:

Já naopak myslím, že chce stvořit Stack

int pole;

for(int i=pole.Lenght-1; i != 0; i--)
{
pole[i] = pole[i-1];
}

pole[0] =  nova_hodnota;
 
Odpovědět  +1 9.11.2015 8:34
Avatar
Milan Křepelka
Redaktor
Avatar
Odpovídá na ostrozan
Milan Křepelka:

J. Chápu, tedy přidat na nultou pozici.

https://msdn.microsoft.com/…ary/3278tedw(v=vs.110).aspx

 
Odpovědět 9.11.2015 8:48
Avatar
ostrozan
Redaktor
Avatar
ostrozan:

.NET nabízí nátroje na všechno na co si vzpomeneš
v tomto případě kolekci Stack, případně Queue podle použití.

To ale poznáš, až se prokoušeš celým tutorialem.

Zatím bych si být tebou - podle toho, v jaké fázi se nacházíš - kolekcemi moc hlavu nemotal :) - ale je dobré to vědět.
Po pravdě - pole jako takové budeš používat minimálně, až poznáš komfort kolekcí

 
Odpovědět  +1 9.11.2015 12:43
Avatar
Tomáš Jančák:

Ahoj,
chtěl bych poprosit o pomoc z jedním kodem, mám udělat program který vypočte obsah,obvod a poměr u obdelníku, obsah a obvod jsem už dal ale dělá my problém poměr aby byl zapsán nař. 2:3...
Zde dávám kod:

namespace Obdelnik
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            Console.WriteLine("Zadejte 1 číslo pro výpočet obsahu a obvodu obdélníka");
            double a = double.Parse(Console.ReadLine());
            Console.WriteLine("Zadejte 2 číslo pro výpočet obsah a obvodu obdélníka");
            double b = double.Parse(Console.ReadLine());
            Obdelnik obdelnik = new Obdelnik(a, b);
            Console.WriteLine("Obvod: " + obdelnik.Obvod());
            Console.WriteLine("Obsah: " + obdelnik.Obsah());
            Console.WriteLine("Pomer: " + obdelnik.Pomer());
            Console.ReadLine();
        }
    }
    class Obdelnik
    {
        private double a;
        private double b;

        public Obdelnik(double astrana, double bstrana)
        {
            this.a = astrana;
            this.b = bstrana;
        }


        public double Obsah()
        {
            return ((this.a + this.b) * 2);
        }
        public double Obvod()
        {
            return (this.a * this.b);

        }
         public double Pomer()
        {
            return (this.a / this.b);

        }
    }
}
 
Odpovědět 11.4.2016 9:20
Avatar
Odpovídá na Tomáš Jančák
Michal Štěpánek:

Založ si na to nové vlákno... Nehledě k tomu, že obvod a obsah máš prohozený...

Editováno 11.4.2016 9:45
Odpovědět 11.4.2016 9:43
Nikdy neříkej nahlas, že to nejde. Vždycky se totiž najde blbec, který to neví a udělá to...
Avatar
Odpovídá na Michal Štěpánek
Tomáš Jančák:

Omlouvám se, myslel jsem ze se to sem bude hodit...

 
Odpovědět 11.4.2016 9:57
Avatar
Odpovídá na Tomáš Jančák
Michal Štěpánek:

Mě se omlouvat nemusíš, ale na řešení problému je vždycky lepší vytvořit si svoje vlákno, protože v příspěvcích u článku to může snadno "zaniknout", když někdo přidá komentář a na řešení by se vůbec nemuselo ani dostat...

Odpovědět 11.4.2016 10:02
Nikdy neříkej nahlas, že to nejde. Vždycky se totiž najde blbec, který to neví a udělá to...
Avatar
Odpovídá na Tomáš Jančák
Libor Šimo (libcosenior):

V céčku by som to napísal takto nejako:

#include <stdio.h>

/**
* Funkcia vyberie z dvoch cisiel to mensie a porovnava
* ci maju obidve cisla rovnakeho delitela najpr polovicou
* mensieho cisla, potom ho znizuje az po cislo 2.
* Ak je delitel rovnaky, vydeli nim obidve cisla.
* @param pointer na cislo 1 (je to zaroven aj vystupny parameter)
* @param pointer na cislo 2 (je to zaroven aj vystupny parameter)
*/

void pomer(int *cislo1, int *cislo2)
{
    int i;
    if (*cislo1 > *cislo2) {
        for (i = *cislo2 / 2; i > 1; i--) {
            if (*cislo1 % i == 0 && *cislo2 % i == 0) {
                *cislo1 /= i;
                *cislo2 /= i;
            }
        }
    }
    else {
        for (i = *cislo1 / 2; i > 1; i--) {
            if (*cislo1 % i == 0 && *cislo2 % i == 0) {
                *cislo1 /= i;
                *cislo2 /= i;
            }
        }
    }
}

int main(void)
{
    int a = 21, b = 10;

    pomer(&a, &b);
    printf("%d : %d", a, b);


    return 0;
}
Odpovědět 11.4.2016 10:40
Aj tisícmíľová cesta musí začať jednoduchým krokom.
Avatar
Odpovídá na Tomáš Jančák
Libor Šimo (libcosenior):

Pomýlil som sa.
Spoločného deliteľa treba začať hľadať nie z polovice menšieho čísla, ale z celého a potom to znižovať až po 2.

Editováno 11.4.2016 10:47
Odpovědět 11.4.2016 10:45
Aj tisícmíľová cesta musí začať jednoduchým krokom.
Děláme co je v našich silách, aby byly zdejší diskuze co nejkvalitnější. Proto do nich také mohou přispívat pouze registrovaní členové. Pro zapojení do diskuze se přihlas. Pokud ještě nemáš účet, zaregistruj se, je to zdarma.

Zobrazeno 10 zpráv z 104. Zobrazit vše