数据结构---06---数组---20205106009---郭睿玥

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/*郭睿玥第六次算法实验作业*/   /*实验原理 数组的顺序表示和实现 1.存在的主序问题    由于我们的内存是一维的线性结构，而数组是个多维的结构，则用一组连续存储单元存放 数组元素时就有个次序约定问题。因为我们是用C语言实现，所以我们默认都是使用行主序 （BASIC、COBOL、 PASCAL和C语言）（FORTRAN 语言使用列主序）。 2.存储位置计算 对于数组，一旦规定了它的维数和各维的长度，便可为它分配存储空间。反之，只要给出一 组下标就可求出相应数组元素的存储位置。下面以行序为主序的存储结构进行说明。 假设每个数据元素占L个存储单元，则二维数组A任一元素a(i, j)的存储位置可由下式确定：             LOC(i, j) = LOC(0, 0)+(b2*i+j) *L 其中LOC(0, 0)是元素a(0, 0)的存储位置，即二维数组A的起始存储位置，也称为基地址。 现将二维数组推广到一般情况，得到n维数组的数据元素存储位置的计算公式 */   /*实验环境 CodeBlocks*/     /*实验目的 理解数组的逻辑结构和顺序存储方式 掌握数组的建立和使用的特点 */       /*实验内容 创建x维数组 为x维数组各个元素赋值 打印x维数组各个元素的值 */       #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdarg.h> //标准头文件，提供宏va_start、va_arg和va_end用于存取变长参数表 #define MAX_ARRAY_DIM 8 //假设数组维数最大值为8   typedef struct {     int *base;  //数组元素基址     int dim;    //数组维数     int *bound; //数组维界基址,即用于存储每一维的长度     int *constants;//数组映像函数的各个常量系数 }Array;   //初始化数组，初始化维度，每一维的长度，和给数组分配内存 void InitArray(Array *A, int dim, ...)//初始化数组，其中由于数组维数不固定故使用... {     if (dim < 1 || dim > MAX_ARRAY_DIM)//如果维数超界则结束         return;//返回     A->dim = dim;   //初始化数组的维数     A->bound = (int*)malloc(dim * sizeof(int));//申请空间       int elemtotal = 1;//elemtotal用于计数     va_list ap;//用于参数个数不定的变量ap     va_start(ap, dim);//引用函数，获取可变参数dim的第一个参数的地址     for (int i = 0; i < dim; ++i)   //存放数组每一维的长度     {         A->bound[i] = va_arg(ap, int);//获取可变参数的当前参数，返回指定类型并将指针指向下一参数         elemtotal *= A->bound[i];   //统计数组的元素个数     }     va_end(ap);//清空可变参数       A->base = (int*)malloc(sizeof(int) * elemtotal);//申请首地址空间     A->constants = (int*)malloc(dim * sizeof(int));//申请为每一维度的空间     A->constants[dim - 1] = 1;  //最后的一维是一维数组，其参数固定为1       for (int i = dim - 2; i >= 0; --i)     {         A->constants[i] = A->bound[i + 1] * A->constants[i + 1];//除了最后一维之外每一位的空间都是上一位空间*这一维度的长度     } }   //释放数组动态分配的内存空间，以免发生内存泄露 void DestroyArray(Array *A)//销毁数组 {     if (!A->base)//如果base不占空间         return;//返回     free(A->base);//清空     A->base = NULL;//首元素是空     if (!A->bound)//如果bound不占空间     {         return;//返回     }     free(A->bound);//清空申请的空间     A->bound = NULL;//置空       if (!A->constants)//如果constants不占空间     {         return;//返回     }     free(A->constants);//清空申请的空间     A->constants = NULL;//置空 }   //ap参数中存放着要存取的元素的下标,off为数组映像函数的常量参数 int Locate(Array *A, va_list ap, int *off)//布尔型函数，定位坐标为（x，y，z，...）的元素在数组中的下标 {        *off = 0;     for (int i = 0; i < A->dim; ++i)//根据维度循环     {         int ind = va_arg(ap, int);  //依次取出每一维的下标         if (ind < 0 || ind > A->bound[i])//如果要定位的元素在某一维的坐标值不在范围             return 0;//返回错误         (*off) += A->constants[i] * ind;//计算待存取的元素和数组基址的距离，即数组下标     }     return 1;//返回 }   //A是n维数组，e是元素变量，随后是n个下标值 //若下标不越界，则将e赋值为所指定的A的元素 void Value(Array *A, int *e, ...)//取值函数，由于维数不确定故，参数数量不确定 {     va_list ap;//用于参数个数不定的变量ap     va_start(ap, e);//引用函数，获取可变参数dim的第一个参数的地址     int off;     if (!Locate(A, ap, &off))//如果位置为ap的元素不在指定的三维空间以内则返回     {         return;//返回     }       *e = *(A->base + off);//获取下标为off的元素的值 }   //A是n维数组，e是元素变量，随后是n个下标值 //若下标不越界，则将e赋给指定的A的元素 void Assign(Array *A, int e, ...)//赋值函数 {     va_list ap;//用于参数个数不定的变量ap     va_start(ap, e);//引用函数，获取可变参数dim的第一个参数的地址     int off;     if (!Locate(A, ap, &off))//如果位置为ap的元素不在指定的三维空间以内则返回     {         return;//返回     }     *(A->base + off) = e;//将e赋值为所指定的A的元素 }   int main(void) {     Array arr;//建立一个数组     InitArray(&arr, 3, 3, 6, 8);//初始化数组，这个数组是三维的，每维度的长分别为3，6，8，即这个数组一共有144个元素     for (int i = 0; i < 3; ++i)//每一层循环     {         for (int j = 0; j < 6; ++j)//每一列循环         {             for (int k = 0; k < 8; ++k)//每一行循环             {                 Assign(&arr, i + j + k, i, j, k);//为当前元素赋值这个元素位于数组的第i*48+j*8+k个元素             }         }     }       for (int i = 0; i < 3; ++i)//每一层循环     {         for (int j = 0; j < 6; ++j)//每一列循环         {             for (int k = 0; k < 8; ++k)//每一行循环             {                 int tmp = 1;                 Value(&arr, &tmp, i, j, k);//根据在每维度的位置坐标（k,j,i）获取这个元素的值                 printf("%5d", tmp);//输出这个值               }             printf("\n");//换行         }         printf("\n");//换行     }     printf("\n");//换行       return 0;//结束 } /*实验结果如下         0    1    2    3    4    5    6    7     1    2    3    4    5    6    7    8     2    3    4    5    6    7    8    9     3    4    5    6    7    8    9   10     4    5    6    7    8    9   10   11     5    6    7    8    9   10   11   12       1    2    3    4    5    6    7    8     2    3    4    5    6    7    8    9     3    4    5    6    7    8    9   10     4    5    6    7    8    9   10   11     5    6    7    8    9   10   11   12     6    7    8    9   10   11   12   13       2    3    4    5    6    7    8    9     3    4    5    6    7    8    9   10     4    5    6    7    8    9   10   11     5    6    7    8    9   10   11   12     6    7    8    9   10   11   12   13     7    8    9   10   11   12   13   14 */