Lekce 8 - Pole v C#

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

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

V minulé lekci kurzu, Ošetření uživatelských vstupů, jsme si ukázali ošetření uživatelských vstupů. Dnes si v C# tutoriálu 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;

Výraz 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 na naší úrovni znalostí nejsme zatím schopní podrobně vysvětlit. 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. Cyklus 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 metod 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. V příští lekci, Textové řetězce v C# podruhé - práce s jednotlivými znaky, na vás čeká překvapení ;-)


 

Stáhnout

Staženo 1030x (94 kB)
Aplikace je včetně zdrojových kódů v jazyce C#

 

 

Článek pro vás napsal David Čápka
Avatar
Jak se ti líbí článek?
43 hlasů
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 sítě se informační technologie naučil na Unicorn College - prestižní soukromé vysoké škole IT a ekonomie.
Miniatura
Všechny články v sekci
Základní konstrukce jazyka C#
Miniatura
Následující článek
Cvičení k 7.-8. lekci C# .NET
Aktivity (8)

 

 

Komentáře
Zobrazit starší komentáře (118)

Avatar
Saimon Lázně Lasim:29.11.2017 19:01

Doufám , že jsem se jen nepřehlédl. Jak mám nahrát nějaký vstup jakožto hodnotu(-y) do pole, ať hledám kde hledám nikde to není, je to vůbec možné? Zkoušel jsem syntaxi typu cin>>pole; nebo cin>>pole[i]; bohužel mi to hodilo error. Díky :-D

 
Odpovědět 29.11.2017 19:01
Avatar
gcx11
Redaktor
Avatar
Odpovídá na Saimon Lázně Lasim
gcx11:29.11.2017 21:51
pole[index] = hodnota;
 
Odpovědět 29.11.2017 21:51
Avatar
dez1nd
Člen
Avatar
Odpovídá na Saimon Lázně Lasim
dez1nd:30.11.2017 7:48

to o co se snažíš ty je v C++ ne ? v C# je to takto

pole[index] = hodnota;

(viz. gcx11)

Editováno 30.11.2017 7:48
 
Odpovědět 30.11.2017 7:48
Avatar
Walter
Člen
Avatar
Walter:20.12.2017 10:20

Zdravím,
chcel by som sa opýtať:
Mám napr. pole "pole_cisel", v ktorom je uložených 10 čísel.
double[] pole_cisel = {21.5, 12.3, 60.2, 123.4, 12.3, 21.5, 100, 100, 100, 100};

Potrebujem odstrániť duplicitné čísla, pričom čísla 100 odstraňovať nechcem a tiež nechcem, aby sa mi zmenšilo pole.
Metóda Distinct()
pole_cisel = pole_cisel.Dis­tinct().ToArra­y();
síce odstráni duplicitné hodnoty, ale odstráni aj 100-ky a tiež skráti pole:
{21.5, 12.3, 60.2, 123.4, 100}

 
Odpovědět 20.12.2017 10:20
Avatar
dez1nd
Člen
Avatar
Odpovídá na Walter
dez1nd:20.12.2017 11:55

a jaké hodnoty mají být místo duplicitních čísel ?

for(int i = 0; i <= 9; i++)
{
        if(pole_cisel[i] != 100)
        {
                pole_cisel[i] = tvoje dosazena hodnota;
        }
}
Editováno 20.12.2017 11:58
 
Odpovědět 20.12.2017 11:55
Avatar
dez1nd
Člen
Avatar
Odpovídá na dez1nd
dez1nd:20.12.2017 11:59

sorry to je blbost uz mi to nejde opravit

 
Odpovědět 20.12.2017 11:59
Avatar
Walter
Člen
Avatar
Odpovídá na dez1nd
Walter:20.12.2017 21:27

Namiesto duplicitných hodnôt by mala byť dosadená práve hodnota 100. Teraz si uvedomujem, že som to nešpecifikoval.
To čo si napísal nie je blbosť, len je to neúplné. Myslím, že si ma tým naviedol na riešenie. Doteraz som rozmýšľal nad existenciou nejakej metódy.

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    for (int j = i + 1; j < 10; j++)
        {
            if (pole[i] != 100 && pole[i] == pole[j])
                pole[j] = 100;
        }
}
 
Odpovědět 20.12.2017 21:27
Avatar
Walter
Člen
Avatar
Odpovídá na dez1nd
Walter:20.12.2017 21:31

Samozrejme pole[] rozumej pole_cisel[] :-)

 
Odpovědět 20.12.2017 21:31
Avatar
EweN
Člen
Avatar
EweN:31. března 15:44

Moje řešení druhého příkladu ... může to takhle být? Vše funguje jak má

namespace CviceniDevateStredni
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Zadejte palindrom:"); // slovo které se čte stejně zleva i zprava
            string vstup = Console.ReadLine();  // holej vstup
            string vstupok = vstup.ToLower().Trim();   // vstup upravenej pro práci aby mně někdo neo**bal
            string prevrat = "";    // pracovní proměnná at mám to převrácení kam uložit

            for (int i = vstupok.Length - 1; i >= 0; i--)
            {
                prevrat += vstupok[i];
            }
            if (vstupok.Contains(prevrat))  // contains - metoda vraci true nebo false .. podle toho zda se prvek nachází v v poli

                Console.WriteLine("Ano, toto je palindrom.");
            else
                Console.WriteLine("Ne, toto není palindrom.");


            Console.WriteLine();
            Console.ReadKey();


        }
    }
}
 
Odpovědět 31. března 15:44
Avatar
EweN
Člen
Avatar
Odpovídá na EweN
EweN:31. března 15:47

Vedle, omlouvám se ..

 
Odpovědět 31. března 15:47
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 128. Zobrazit vše