Как сделать произведение всех элементов массива
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 05.10.2024
Организация массива
Память под массив может выделяться автоматически или динамически.
Автоматическое выделение памяти используют, когда размер массива известен на этапе компиляции (т. е. при написании кода).
Динамическое выделение памяти используют, когда размер массива неизвестен на этапе компиляции (допустим, запрашивается у пользователя).
Оба типа массивов могут быть как глобальными (определёнными вне функций), так и локальными (определёнными внутри функции или блока). Здесь для автоматических массивов существует одна тонкость. Память для локального автоматического массива выделяется в стеке. Поэтому размер такого массива должен быть небольшим. В противном случае можно получить переполнение стека и, как следствие, аварийное завершение программы. Переполнение стека также можно получить и при небольших размерах локального автоматического массива, при многократных рекурсивных вызовах функции. Поэтому, когда вы определяете в функции автоматический массив, вы должны точно знать, что делаете.
Глобальные автоматические массивы в плане переполнения стека безопасны. Но они будут видны во всём коде, лексикографически расположенному после объявления массивов, что может спровоцировать их использование напрямую, минуя их передачу в функции через параметры. Это приведёт к возникновению побочных эффектов работы функций, что затрудняет отладку и делает программы менее надёжными. Такого использования глобальных массивов следует избегать.
Использование автоматических массивов
Автоматические массивы используют, когда размер массива известен на этапе компиляции.
Размер массива в коде настоятельно рекомендуется указывать с помощью именованной константы. Это полезно по нескольким соображениям:
- имя константы должно указывать на область её применения — самодокументирование кода;
- при необходимости изменить в коде размер массива потребуется внести правку только в одном месте;
- размер массива, как правило, используется в циклах прохода по массиву, проверки границы и пр., поэтому использование символического имени избавит от необходимости тщательной проверки и правки всего кода при изменении размера массива.
Тип константного выражения для определения размера (количество элементов) автоматического массива должен быть целочисленный: char , int , unsigned int , long , etc.
Память, отведённая под автоматические массивы, освобождается при выходе из области видимости переменной-массива. Для локальных массивов это функция или блок. Глобальные массивы уничтожаются при выходе из программы.
Пример определения глобального автоматического массива длиной 10 элементов типа int :
Пример определения локального автоматического массива длиной 10 элементов типа int :
Использование массивов с динамическим выделением памяти
Массивы с динамическим выделением памяти используют, когда размер массива не известен на этапе компиляции. Реальный размер массива может вычисляться в программе или вводиться пользователем — неважно.
Память для массива выделяется оператором new в форме new тип[количество_элементов] .
Тип выражения, определяющего размер (количество элементов) массива должен быть целочисленным. Также это выражение может быть и константным.
Когда работа с массивом закончена, память, выделенную под массив необходимо освободить. Это делается с помощью оператора delete в форме delete [] имя_переменной . После того, как память освобождена, работать с массивом нельзя.
Пример использования массива с динамическим выделением памяти:
Заполнение массива значениями
При решении учебных задач, обычно предлагается заполнить массив значениями либо введёнными с клавиатуры, либо случайными значениями из определённого диапазона. Начнём со второго случая, как более простого (Парадокс? Нет, правда жизни).
Заполнение массива случайными числами
Для начала необходим генератор случайных чисел. Ниже приведён код одной из простейших реализаций:
Заполнение массива значениями, естественно, делаем в цикле. Помним, что элементы массива в C/C++ нумеруются с 0. Следовательно последний элемент массива имеет индекс на единицу меньший, чем размер массива.
В примере показано заполнение глобального автоматического массива из 10 элементов типа int случайными значения из диапазона от −100 до 100 включительно:
Обратите внимание на включение заголовочных файлов!
Заполнение массива числами, введёнными пользователем
Как ни странно, это более сложный случай. Дело в том, что во-первых, наличие человека всегда может приводить к некорректному вводу данных (ошибкам), во-вторых, для человека необходимо обеспечить какой-никакой интерфейс, а в-третьих, система потокового ввода-вывода STL имеет свои неприятные особенности.
Оно как бы работает, но если вы попытаетесь в качестве числа (конечно случайно!) ввести 1111111111111111111111111111111111 или 11q, то, в зависимости от компилятора, сможете наблюдать некоторые интересные эффекты работы вашей программы.
Поэтому приходится писать более сложный код:
Подробный разбор данного фрагмента выходит за рамки данной статьи. Но интересующиеся могут его разобрать, вооружившись, например, известной книгой Г. Шилдта.
Вывод на консоль значений из массива
Вывод значений массива на консоль реализуется элементарно. В свете уже вышесказанного даже нечего добавить:
Как видно из комментариев, за поиск минимального значения и его индекса отвечает последний фрагмент программы.
Определяются две переменные, одна из которых будет содержать минимальное значение, а вторая — индекс элемента с минимальным значением. Эти переменные инициализируются первым (нулевым) элементом массива и нулём соответственно. Далее, в цикле каждое следующее значение элемента массива сравнивается с уже найденным наименьшим значением и, если текущее значение меньше запомненного, то запоминается текущее значение и его индекс.
Поиск определённого значения в массиве
Поиск определённого значения в неупорядоченном массиве осуществляется с помощью алгоритма линейного поиска. Этот простейший алгоритм заключается в последовательном переборе элементов массива и сравнением их с искомым значением.
Задачи на поиск в массиве могут быть в двух формах:
- найти первое (последнее) вхождение искомого значения
- найти все вхождения
Поиск первого вхождения:
Поиск последнего вхождения:
Обратите внимание на следующие моменты.
Переменная цикла i описана перед циклом. Таким образом, эта переменная продолжает существовать после окончания цикла, и её значение может быть использовано.
Если искомый элемент найден, то цикл завершается досрочно оператором break : просматривать остальную часть массива не имеет смысла — задача уже выполнена.
Во втором случае переменная i имеет знаковый тип int . Отрицательное значение используется в качестве флага, что весь массив просмотрен, и значение не найдено.
Поиск всех вхождений:
Здесь цикл не прерывается. Массив просматривается полностью.
Сумма/произведение отрицательных элементов массива
Сумма элементов массива с чётными/нечётными индексами
Работа с массивами с применением функций
Практически все фрагменты кода, приведённые выше, можно оформить как функции, а массив передавать через параметры. В качестве примера приведу программу нахождения суммы элементов массива с чётными индексами, в которой используется (ради разнообразия) динамический массив.
Обратите внимание, что выделение памяти под массив и её освобождение происходит в одной функции (в данном случае, в main() ). Выделять память в одной функции, а освобождать в другой — плохая идея, чреватая ошибками.
Заключение
В этой статье рассмотрены только самые элементарные приёмы работы с массивами, которые помогут (надеюсь!) начинающему кодеру понять принципы работы с массивами.
Сегодня, в пятой части перевода курса по JavaScript, мы поговорим о массивах и циклах. Массивы используются в ходе решения множества задач. Часто с массивами работают, используя циклы.
Массивы
Массивы, объекты типа Array , развиваются вместе с остальными механизмами языка. Они представляют собой списки пронумерованных значений.
Первый элемент массива имеет индекс (ключ) 0, такой подход используется во многих языках программирования.
В этом разделе мы рассмотрим современные методы работы с массивами.
▍Инициализация массивов
Вот несколько способов инициализации массивов.
Для того чтобы получить доступ к отдельному элементу массива, используют конструкцию, состоящую из квадратных скобок, в которых содержится индекс элемента массива. Элементы массивов можно как считывать, так и записывать.
Конструктор Array для объявления массивов использовать не рекомендуется.
Этот способ следует использовать лишь при объявлении типизированных массивов.
▍Получение длины массива
Для того чтобы узнать длину массива, нужно обратиться к его свойству length .
▍Проверка массива с использованием метода every()
Метод массивов every() можно использовать для организации проверки всех их элементов с использованием некоего условия. Если все элементы массива соответствуют условию, функция возвратит true , в противном случае она возвратит false .
Этому методу передаётся функция, принимающая аргументы currentValue (текущий элемент массива), index (индекс текущего элемента массива) и array (сам массив). Он может принимать и необязательное значение, используемое в качестве this при выполнении переданной ему функции.
Например, проверим, превышают ли значения всех элементов массива число 10.
Здесь нас, в функции test() , интересует лишь первый передаваемый ей аргумент, поэтому мы объявляем её, указывая лишь параметр el , в который и попадёт соответствующее значение.
▍Проверка массива с использованием метода some()
Этот метод очень похож на метод every() , но он возвращает true , если хотя бы один из элементов массива удовлетворяет условию, заданному переданной ему функцией.
▍Создание массива на основе существующего массива с использованием метода map()
Метод массивов map() позволяет перебирать массивы, применяя к каждому их элементу, переданную этому методу, функцию, преобразующую элемент, и создавать из полученных значений новые массивы. Вот, например, как получить новый массив, являющийся результатом умножения всех элементов исходного массива на 2.
▍Фильтрация массива с помощью метода filter()
Метод filter() похож на метод map() , но он позволяет создавать новые массивы, содержащие лишь те элементы исходных массивов, которые удовлетворяют условию, задаваемому передаваемой методу filter() функцией.
▍Метод reduce()
Метод reduce() позволяет применить заданную функцию к аккумулятору и к каждому значению массива, сведя массив к единственному значению (это значение может иметь как примитивный, так и объектный тип). Этот метод принимает функцию, выполняющую преобразования, и необязательное начальное значение аккумулятора. Рассмотрим пример.
Здесь мы ищем произведение всех элементов массива, описанного с помощью литерала, задавая в качестве начального значения аккумулятора 1.
▍Перебор массива с помощью метода forEach()
Метод массивов forEach() можно использовать для перебора значений массивов и для выполнения над ними неких действий, задаваемых передаваемой методу функцией. Например, выведем, по одному, элементы массива в консоль.
Если при переборе массива нужно остановить или прервать цикл, то при использовании forEach() придётся выбрасывать исключение. Поэтому если в ходе решения некоей задачи может понадобиться прерывание цикла, лучше всего выбрать какой-нибудь другой способ перебора элементов массива.
▍Перебор массива с использованием оператора for. of
Оператор for. of появился в стандарте ES6. Он позволяет перебирать итерируемые объекты (в том числе — массивы). Вот как им пользоваться.
На каждой итерации цикла в переменную v попадает очередной элемент массива a .
▍Перебор массива с использованием оператора for
Оператор for позволяет организовывать циклы, которые, в частности, можно использовать и для перебора (или инициализации) массивов, обращаясь к их элементам по индексам. Обычно индекс очередного элемента получают, пользуясь счётчиком цикла.
Если, в ходе выполнения цикла, нужно пропустить его итерацию, можно воспользоваться командой continue . Для досрочного завершения цикла можно воспользоваться командой break . Если в цикле, например, расположенном в некоей функции, использовать команду return , выполнение цикла и функции завершится, а возвращённое с помощью return значение попадёт туда, откуда была вызвана функция.
▍Метод @@iterator
Если вызвать метод next() после того, как будет достигнут последний элемент массива, он возвратит, в качестве значения элемента, undefined . Объект, возвращаемый методом next() , содержит свойства value и done . Свойство done принимает значение false до тех пор, пока не будет достигнут последний элемент массива. В нашем случае, если вызвать it.next() в четвёртый раз, он возвратит объект < value: undefined, done: true >, в то время как при трёх предыдущих вызовах этот объект имел вид < value: значение, done: false >.
Метод массивов entries() возвращает итератор, который позволяет перебирать пары ключ-значение массива.
Метод keys() позволяет перебирать ключи массива.
▍Добавление элементов в конец массива
Для добавления элементов в конец массива используют метод push() .
▍Добавление элементов в начало массива
Для добавления элементов в начало массива используют метод unshift() .
▍Удаление элементов массива
Удалить элемент из конца массива, одновременно возвратив этот элемент, можно с помощью метода pop() .
Аналогичным образом, с помощью метода shift() , можно удалить элемент из начала массива.
То же самое, но уже с указанием позиции удаления элементов и их количества, делается с помощью метода splice() .
▍Удаление элементов массива и вставка вместо них других элементов
Для того чтобы, воспользовавшись одной операцией, удалить некие элементы массива и вставить вместо них другие элементы, используется уже знакомый вам метод splice() .
Например, здесь мы удаляем 3 элемента массива начиная с индекса 2, после чего в то же место добавляем два других элемента:
▍Объединение нескольких массивов
Для объединения нескольких массивов можно воспользоваться методом concat() , возвращающим новый массив.
▍Поиск элементов в массиве
В стандарте ES5 появился метод indexOf() , который возвращает индекс первого вхождения искомого элемента массива. Если элемент в массиве найти не удаётся — возвращается -1 .
Метод lastIndexOf() возвращает индекс последнего вхождения элемента в массив, или, если элемент не найден, -1 .
В ES6 появился метод массивов find() , который выполняет поиск по массиву с использованием передаваемой ему функции. Если функция возвращает true , метод возвращает значение первого найденного элемента. Если элемент найти не удаётся, функция возвратит undefined .
Выглядеть его использование может следующим образом.
Здесь в массиве, содержащем объекты, осуществляется поиск элемента, свойство id которого равняется заданному.
Метод findIndex() похож на find() , но он возвращает индекс найденного элемента или undefined .
В ES7 появился метод includes() , который позволяет проверить наличие некоего элемента в массиве. Он возвращает true или false , найдя или не найдя интересующий программиста элемент.
С помощью этого метода можно проверять на наличие некоего элемента не весь массив, а лишь некоторую его часть, начинающуюся с заданного при вызове этого метода индекса. Индекс задаётся с помощью второго, необязательного, параметра этого метода.
▍Получение фрагмента массива
Для того чтобы получить копию некоего фрагмента массива в виде нового массива, можно воспользоваться методом slice() . Если этот метод вызывается без аргументов, то возвращённый массив окажется полной копией исходного. Он принимает два необязательных параметра. Первый задаёт начальный индекс фрагмента, второй — конечный. Если конечный индекс не задан, то массив копируется от заданного начального индекса до конца.
▍Сортировка массива
Для организации сортировки элементов массива в алфавитном порядке ( 0-9A-Za-z ) используется метод sort() без передачи ему аргументов.
Этому методу можно передать функцию, задающую порядок сортировки. Функция принимает, для сравнения двух элементов, параметры a и b . Она возвращает отрицательное число в том случае, если a меньше b по какому-либо критерию, 0 — если они равны, и положительное число — если a больше b . При написании подобной функции для сортировки числовых массивов она может возвратить результат вычитания a и b . Так, возврат результата вычисления выражения a - b означает сортировку массива по возрастанию, возврат результата вычисления выражения b - a даст сортировку массива по убыванию.
Для того чтобы обратить порядок следования элементов массива можно воспользоваться методом reverse() . Он, так же, как и sort() , модифицирует массив для которого вызывается.
▍Получение строкового представления массива
Для получения строкового представления массива можно воспользоваться его методом toString() .
Похожий результат даёт метод join() , вызванный без аргументов.
Ему, в качестве аргумента, можно передать разделитель элементов.
▍Создание копий массивов
Для создания копии массива путём копирования в новый массив значений исходного массива можно воспользоваться методом Array.from() . Он подходит и для создания массивов из массивоподобных объектов (из строк, например).
Для копирования элементов массива в некое место самого этого массива используется метод copyWithin() . Его первый аргумент задаёт начальный индекс целевой позиции, второй — начальный индекс позиции источника элементов, а третий параметр, необязательный, указывает конечный индекс позиции источника элементов. Если его не указать, в указанное место массива будет скопировано всё, начиная от начального индекса позиции источника до конца массива.
Циклы
Выше, говоря о массивах, мы уже сталкивались с некоторыми способами организации циклов. Однако циклы в JavaScript используются не только для работы с массивами, да и рассмотрели мы далеко не все их виды. Поэтому сейчас мы уделим некоторое время рассмотрению разных способов организации циклов в JavaScript и поговорим об их особенностях.
▍Цикл for
Рассмотрим пример применения этого цикла.
Как уже было сказано, прерывать выполнение такого цикла можно, используя команду break , а пропускать текущую итерацию и переходить сразу к следующей можно с помощью команды continue .
▍Цикл forEach
Этот цикл мы тоже обсуждали. Приведём пример перебора массива с его помощью.
Напомним, что для прерывания такого цикла надо выбрасывать исключение, то есть, если при использовании цикла может понадобиться прервать его, лучше выбрать какой-нибудь другой цикл.
▍Цикл do. while
Его можно прерывать с использованием команды break , можно переходить на его следующую итерацию командой continue .
▍Цикл while
▍Цикл for. in
Этот цикл позволяет перебирать все перечислимые свойства объекта по их именам.
▍Цикл for. of
Цикл for. of совмещает в себе удобство цикла forEach и возможность прерывать его работу штатными средствами.
Обратите внимание на то, что здесь, в заголовке цикла, используется ключевое слово const , а не, как можно было бы ожидать, let . Если внутри блока цикла переменные не нужно переназначать, то const нам вполне подходит.
Если сравнить циклы for. in и for. of , то окажется, что for. in перебирает имена свойств, а for. of — значения свойств.
Циклы и области видимости
С циклами и с областями видимости переменных связана одна особенность JavaScript, которая может доставить разработчику некоторые проблемы. Для того чтобы с этими проблемами разобраться, поговорим о циклах, об областях видимости, и о ключевых словах var и let .
В цикле производится 5 итераций, на каждой из которых в массив operations добавляется новая функция. Эта функция выводит в консоль значение счётчика цикла — i . После того, как функции добавлены в массив, мы этот массив перебираем и вызываем функции, являющиеся его элементами.
Выполняя подобный код можно ожидать результата, показанного ниже.
Но на самом деле он выводит следующее.
Почему это так? Всё дело в том, что в качестве счётчика цикла мы используем переменную, объявленную с использованием ключевого слова var .
Так как объявления подобных переменных поднимаются в верхнюю часть области видимости, вышеприведённый код аналогичен следующему.
В результате оказывается, что в цикле for. of , в котором мы перебираем массив, переменная i всё ещё видна, она равна 5, в результате, ссылаясь на i во всех функциях, мы выводим число 5.
Как изменить поведение программы таким образом, чтобы она делала бы то, что от неё ожидается?
Самое простое решение этой проблемы заключается в использовании ключевого слова let . Оно, как мы уже говорили, появилось в ES6, его использование позволяет избавиться от некоторых странностей, характерных для var .
В частности, в вышеприведённом примере достаточно изменить var на let и всё заработает так, как нужно.
Теперь на каждой итерации цикла каждая функция, добавленная в массив operations , получает собственную копию i . Помните о том, что в данной ситуации нельзя использовать ключевое слово const , так как значение i в цикле меняется.
Ещё один способ решения этой проблемы, который часто применялся до появления стандарта ES6, когда ключевого слова let ещё не было, заключается в использовании IIFE.
При таком подходе значение i сохраняется в замыкании, а в массив попадает функция, возвращаемая IIFE и имеющая доступ к замыканию. Эту функцию можно выполнить тогда, когда в ней возникнет необходимость. Вот как это выглядит.
Итоги
Сегодня мы поговорили о массивах и о циклах в JavaScript. Тема нашего следующего материала — обработка исключений, особенности использования точки с запятой и шаблонные литералы.
Как решить нижеприведенную проблему без деления на Java-8?
Проблема как: Сделать продукт из всех элементов массива, кроме себя.
Пример: если массив имеет 2,3,4 в качестве элементов, то конечный массив будет выглядеть так: 12,8,6
Спасибо @Eran за быстрый ответ, но я не могу решить эту проблему за O (n) ??
4 ответа
Чтобы решить эту проблему в O (n) , выполните следующие действия:
Давайте сделаем left_Array , right_Array и output_Array . Зафиксируйте крайнюю левую сторону left_Array как 1 и крайнюю правую сторону right_Array как 1 .
Теперь, чтобы заполнить left_Array , вам нужно пройти исходный массив от i=1 до i= array.length-1 // Примечание: мы уже зафиксировали значение left_Array[0] =1 ;
Чтобы заполнить right_Array , вам нужно пройти исходный массив от i=N-2 до i= 0 // Примечание. Мы уже зафиксировали значение right_Array[N-1] =1 ;
Теперь, чтобы получить output_Array[] , нам нужно сделать произведение left_Array[i]*right_Array[i];
PS: если бы кто-нибудь мог написать реверс Intstream.range() для right_Array цикл тогда было бы здорово.
Решение, выполняющее задачу в O (n) без деления, является
Для каждого элемента в позиции x мы должны умножить префикс, произведение всех элементов до x , на суффикс, произведение всех элементов после x . Первый цикл вычисляет префикс для всех элементов, который мы можем просто назначить целевому массиву. Второй цикл вычисляет суффикс и умножает его на префикс в целевом массиве.
Это не решение, специфичное для Java 8, но я не думаю, что использование Java 8 дает большую выгоду.
Ближайшая операция была бы Arrays.parallelPrefix(…) , но для ее выполнения для этой конкретной задачи потребовались бы этапы адаптации. Кроме того, не существует эквивалентной операции для суффикса. Кроме того, обязательная параллельная обработка приведет к более высоким издержкам, чем выигрыш для всего, кроме очень больших массивов (даже без учета необходимых шагов адаптации).
Таким образом, решение с использованием двух циклов является лучшим вариантом здесь.
Вы можете использовать filter , чтобы отфильтровать термин, который вы хотите исключить из продукта:
Вывод (для вашего входного массива):
Я могу согласиться с другим решением, что на самом деле это невозможно решить с помощью Stream API. Также это легко сделать с помощью рекурсии:
Можно сделать также используя 2 для циклов:
Поскольку вам нужно дважды пересечь массив, вы также можете получить продукт и разделить на второй итерации:
Работа с одномерными массивами на языке программирования Паскаль
Массив — самая распространенная структура хранения данных, присутствующая в любом языке программирования.
В Pascal используются одномерные и двумерные массивы. В школьной программе обычно их изучают в 9-10 классах.
Одномерный массив — это конечное количество однотипных элементов, объединенных общим именем. Каждому элементу присвоен свой порядковый номер. Обращение к элементам происходит по имени массива и индексу (порядковому номеру).
Одномерный числовой массив
Одномерные массивы называют линейными, так как элементы расположены друг за другом. Их можно представить в виде таблицы, в которой всего две строки. В первой перечислены индексы элементов, а во второй — значения элементов.
Одномерный массив. Обозначение элементов
Имя массива формируется по тем же правилам, что и имя любой другой переменной в программе. Границы индексов задают при описании массива в квадратных скобках. Удобнее задавать начальный индекс равный единице. Конечный индекс определяется условием задачи и численно равен размеру массива — количеству элементов. Числовые массивы могут содержать целые и действительные числа. Тип элементов указывается в описании. Смотрите рисунок выше.
Способы заполнения одномерных массивов
В наших примерах будем использовать одномерный массив целых чисел, состоящий из пяти элементов. Для этого выполним его описание в разделе переменных
Читайте также: