Letní akce Letní akce
Pouze tento týden sleva až 80 % na kurzy PHP. Lze kombinovat s akcí Letní slevy na prémiový obsah!
Brno? Vypsali jsme pro vás nové termíny školení Základů programování a OOP v Brně!

Lekce 8 - Pole v C#

Unicorn College 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", "Maggie"};

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", "Maggie"};
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", "Maggie"};
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", "Maggie"};
Console.WriteLine("Ahoj, zadej svého oblíbeného Simpsna (z rodiny Simpsnů): ");
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 Simpsnů):
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 1088x (141.34 kB)
Aplikace je včetně zdrojových kódů v jazyce C#

 

 

Článek pro vás napsal David Čápka
Avatar
Jak se ti líbí článek?
54 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.
Předchozí článek
Ošetření uživatelských vstupů
Všechny články v sekci
Základní konstrukce jazyka C#
Miniatura
Následující článek
Cvičení k 7.-8. lekci C# .NET
Aktivity (13)

 

 

Komentáře
Zobrazit starší komentáře (124)

Avatar
Walter
Člen
Avatar
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
Walter:20.12.2017 21:31

Samozrejme pole[] rozumej pole_cisel[] :-)

 
Odpovědět 20.12.2017 21:31
Avatar
Ernest Kuki
Člen
Avatar
Ernest Kuki:31.3.2018 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 31.3.2018 15:44
Avatar
Ernest Kuki
Člen
Avatar
Odpovídá na Ernest Kuki
Ernest Kuki:31.3.2018 15:47

Vedle, omlouvám se ..

 
Odpovědět 31.3.2018 15:47
Avatar
Arny
Člen
Avatar
Arny:8.10.2018 22:07

Ahoj, zkouším si metodu copy a chci si zkopírovat 3 čísla z původního pole. Jak na to? Mám to takto:
int[] numbers = { 2, 6, 21, 45, 9, 45, 98 };
Array.Copy(num­bers,i,3);
foreach (int i in numbers)
Console.Write­Line("{0}", i);
Console.ReadKey();

 
Odpovědět 8.10.2018 22:07
Avatar
Vykuk
Člen
Avatar
Odpovídá na Arny
Vykuk:13.12.2018 13:11

Druhý parametr Array.Copy má být další pole, do kterého chceš kopírovat ty 3 prvky. Třeba int[] numbers2... Cyklus foreach by pak měl číst taky z toho druhého pole.

 
Odpovědět 13.12.2018 13:11
Avatar
Jana
Člen
Avatar
Jana:22. dubna 16:16

k úvodní ukázce v článku jak naplnit pole - když napíšu:

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

tak dám nejdřív na pozici 0 jedničku a pak ji cyklem for přepíšu (shodou okolností opět na jedničku), je to tak?
Řádek
pole[0] = 1;
je tam tedy zbytečný, doporučila bych ho odstranit - jako začátečník jsem musela chvíli přemýšlet a zkoušet co tento řádek dělá než jsem přišla na to nic ;-)

 
Odpovědět 22. dubna 16:16
Avatar
Jana
Člen
Avatar
Jana:2. května 12:01

a takhle jednoduše by to nešlo?

string[] sever = { "USA", "Kanada", "Mexiko" };
            string[] jih = { "Brazílie", "Argentina", "Chile", "Peru" };
            string[] amerika = new string[1];
            amerika = sever.Union(jih).ToArray();
            foreach (string stat in amerika)
                Console.Write("{0} ", stat);
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine(amerika.Length);
            Console.ReadKey();

není mi ale jasný jak je to s tou velikostí pole:

můžeme pole založit s velikostí, kterou dynamicky zadáme až za běhu programu, ale velikost existujícího pole modifikovat nemůžeme.

Zkoušela jsem založit nové pole amerika s délkou sever.Length, pak (sever.Length + jih.Length), a nakonec s délkou 1 - zdá se že výsledek je vždy stejný, neznamená to že se délka pole mění?

 
Odpovědět 2. května 12:01
Avatar
Odpovídá na Jana
Andy Scheuchzer:2. května 20:13

Sice se úplně nevyznám ve tvém dotazu, ale:

  1. Co jestli by nešlo takhle jednoduše?
  2. Do ameriky dáš nové pole s určitou délkou. Potom do ní dáš jiné pole, které vznikne sjednocením severu a jihu. Délka pole se tedy nemění. Mění se celé pole.
Odpovědět 2. května 20:13
Člověk, co si myslí, že snědl všechnu moudrost světa, i když tomu tak není.
Avatar
Odpovídá na Jana
Lucie Pivničková:3. května 1:13

Ahoj,

Jak to vidím já:-)

Myslím, že touto částí věty "můžeme pole založit s velikostí, kterou dynamicky zadáme až za běhu programu" autor myslel tuto část kódu
int pocet = int.Parse(Con­sole.ReadLine()); //po spuštění programu uživatel zadá velikost pole např. 5
int[] cisla = new int[pocet]; //tedy dynamické nastavení protože uživatel zadává až po spuštění programu; v terminologii, která je použita ve článku by to pak staticky vypadalo, tak, že již před spuštěním by programátor napsal int[] cisla = new int[5]; (uživatel velikost daného pole neovlivní)

Druhá část věty "ale velikost existujícího pole modifikovat nemůžeme"
Zde k vysvětlení použiji tvou část kódu:
string[] jih = { "Brazílie", "Argentina", "Chile", "Peru" }; // toto je existující pole a je to totéž jako by jsi napsala string[] sever = new string[4];
Velikost pole je 4. A když je to tak, tak už nemůžeš napsat sever[4] = "Bolívie" (pozn. indexace od 0).
Po startu programu je prostě vytvořené pole o velikosti 4 a tu nezměníš. V kódu si sice můžeš dovolit napsat např.
string[] jih = { "Brazílie", "Argentina", "Chile", "Peru" };
jih = new string[5];
ale to pak naplnění pole jednotlivými státy ztrácí smysl neboť po následujícím řádku budeš mít změněnou velikost, ale všechno bude null.

Dále tento řádek je zbytečný. Funkce Union vytváří nové pole, ve kterém budou požadované změny a to také vrací, takže bych použila klíčové slovo var (výběr datového typu zajistí kompiler).
Stačí napsat: var amerika = sever.Union(jih)­.ToArray();

A na závěr jen taková vychytávka. Pro odřádkování nemusíš použít Console.Write­Line(). Stačí k tvému výpisu velikosti napsat "\n". To se v konzolových aplikacích o odřádkování postará.
Console.Write­Line("\n" + amerika.Length);

To už máme -2 řádky a to se počítá:-)
Pokud jsem správně pochopila tvůj dotaz, tak jsem snad trošku pomohla;-)

string[] sever = { "USA", "Kanada", "Mexiko" };
string[] jih = { "Brazílie", "Argentina", "Chile", "Peru" };
var amerika = sever.Union(jih)­.ToArray();
foreach (string stat in amerika)
Console.Write("{0} ", stat);
Console.Write­Line("\n" + amerika.Length);
Console.ReadKey();

 
Odpovědět  +3 3. května 1:13
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 134. Zobrazit vše