Структуры данных
Разновидностью переменной может быть и переменная “с индексом”, которая является элементом массива. Для ее обозначения используют имя массива и перечень (список) индексов: A [1], G [1,5], RAD [K, L], S [3, 4, 5].
При обработке данных широкое распространение имеет и более общее понятие, такое, как структурированная переменная, т. е. переменная, состоящая из нескольких элементов или компонент, на которую тем не менее можно ссылаться как на единый объект. Например, устройство календаря позволяет указывать конкретный день, но при этом существует и способ ссылки на месяц и год. В описание типа структурированной переменной должно входить число составляющих его элементов и характеристики их типов.
Если все элементы объекта относятся к одному и тому же типу, то такая структурированная переменная является однородной и может быть представлена в виде некоторого массива.
Массив – это регулярная структура с так называемым случайным доступом, что означает: все компоненты массива однородны, могут выбираться произвольно и являются одинаково доступными.
Для обозначения отдельного элемента массива, как уже упоминалось, к имени массива добавляется список индексов, позволяющий осуществлять доступ к конкретному элементу.
Список индексов – это упорядоченное множество целых чисел или переменных целого типа, однозначно определяющее местоположение отдельного элемента массива. Каждый индекс имеет свой диапазон изменений, называемый обычно граничной парой.
Так, массив A целого типа, упорядоченный по двум измерениям, можно представить как матрицу из n строк и m столбцов:
В этом примере n = 3, m = 8.
Доступ к элементу массива задается списком из двух индексов:
а24 или А(2,4) – определяет элемент 2–й строки 4–го столбца;
аlk или А(l,k) – определяет элемент l–й строки k–го столбца.
Индекс l имеет диапазон изменений от 1 до 3, а индекс k – соответственно от 1 до 8.
Общий метод получения структурированных переменных – это объединение компонентов, принадлежащих к произвольным (возможно составным) типам, в один составной тип. Примерами являются:
– комплексные числа, состоящие из двух вещественных констант;
– координаты точек, состоящие из двух вещественных чисел или в зависимости от размерности пространства, заданного системой координат;
– описание характеристик людей с помощью нескольких существенных отличительных признаков, таких, как фамилия, имя, отчество, год рождения, пол, семейное положение.
При обработке данных комбинированные типы, такие как описания людей или материальных объектов, часто встречаются в файлах (или наборах данных) и представляют собой записи существенных характеристик человека или объекта. Поэтому термин запись стал широко использоваться для обозначения подобной совокупности структурированных данных. Отдельные компоненты записи называются полями. Например, запись, предназначенная для хранения информации о городах состоит из пяти полей: название города, его географические координаты (долгота, широта, высота) и количество населения. К этой записи, как к переменной, обращаются по имени переменной ГОРОД, а к отдельным полям путем использования составного имени: ГОРОД.ИМЯ или ГОРОД.НАСЕЛЕНИЕ.
Еще одним типом структурированных переменных является множество. Этот тип используется в тех случаях, когда интерес представляет не значение какого–либо элемента, а лишь его наличие или отсутствие. Если описать переменную с некоторым именем N как некоторое множество натуральных чисел, то операция принадлежности этому множеству даст логическое значение истина, если число является элементом множества, и значение ложь в противном случае. Множества можно эффективно реализовывать и обрабатывать. К множествам применяются следующие основные операции: пересечение множеств, объединение множеств, разность множеств, принадлежность множеству.
Массивы, записи и множества называются базисными структурами.