Как написать матрицу на паскале

Общая часть

Во всех задачах будем считать, что матрица описана следующим образом:

const 
  SzM = 10; 
  SzN = 10; 

type Matrix = array [1..SzM,1..SzN] of integer;

Кроме того, во всех задачах будем использовать следующие процедуры для заполнения и вывода:

procedure FillMatrixByRandom(var a: Matrix; m,n: integer); // Заполнение случайными
begin
  for var i:=1 to M do 
  for var j:=1 to N do 
    a[i,j] := Random(10);
end;

procedure PrintMatrix(const a: Matrix; m,n: integer); // Вывод матрицы
begin
  for var i:=1 to M do 
  begin
    for var j:=1 to N do 
      write(a[i,j]:4);
    writeln;  
  end;
end;

Данные участки кода следует писать в начале каждой программы, приводимой в этом пункте.

Заполнение матрицы случайными числами и вывод

var a: Matrix;

begin
  var m := 4;
  var n := 5;
  FillMatrixByRandom(a,m,n);
    
  writeln('Элементы матрицы: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
end.

Перемена местами двух строк

var a: Matrix;

begin
  var m := 5;
  var n := 9;
  FillMatrixByRandom(a,m,n);
    
  writeln('Исходная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
  
  var k1 := 2; // поменять местами строки с номерами k1 и k2
  var k2 := 4;
  for var j:=1 to n do
    Swap(a[k1,j],a[k2,j]);
  
  writeln('Преобразованная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
end.

Поиск минимумов в строках

var 
  a: Matrix;
  mins: array [1..SzN] of integer;

begin
  var m := 5;
  var n := 9;
  FillMatrixByRandom(a,m,n);
    
  writeln('Исходная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
  
  for var i:=1 to m do
  begin
    var min := a[i,1];
    for var j:=2 to n do
      if a[i,j]<min then
        min := a[i,j];
    mins[i] := min;    
  end;
  
  writeln('Минимумы в строках: ');
  for var i:=1 to m do
    write(mins[i]:4);
end.

Поиск максимумов в столбцах

var 
  a: Matrix;
  maxs: array [1..SzN] of integer;

begin
  var m := 5;
  var n := 9;
  FillMatrixByRandom(a,m,n);
    
  writeln('Исходная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
  
  for var j:=1 to n do
  begin
    var max := a[1,j];
    for var i:=2 to m do
      if a[i,j]>max then
        max := a[i,j];
    maxs[j] := max;    
  end;
  
  writeln('Максимумы в столбцах: ');
  for var j:=1 to n do
    write(maxs[j]:4);
end.

Поиск сумм в строках

var 
  a: Matrix;
  sums: array [1..SzM] of integer;

begin
  var m := 4;
  var n := 5;
  FillMatrixByRandom(a,m,n);
    
  writeln('Исходная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
  
  for var i:=1 to m do
  begin
    var sum := 0;
    for var j:=1 to n do
      sum += a[i,j];
    sums[i] := sum;    
  end;
  
  writeln('Суммы в строках: ');
  for var i:=1 to m do
    write(sums[i]:4);
end.

Поиск произведений в столбцах

var 
  a: Matrix;
  products: array [1..SzN] of integer;

begin
  var m := 3;
  var n := 4;
  FillMatrixByRandom(a,m,n);
    
  writeln('Исходная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
  
  for var j:=1 to n do
  begin
    var p := 1;
    for var i:=1 to m do
      p *= a[i,j];
    products[j] := p;    
  end;
  
  writeln('Произведения в столбцах: ');
  for var j:=1 to n do
    writeln(products[j]:4);
end.

Наличие нуля в матрице

var 
  a: Matrix;
  HasZero: boolean;

label 1;

begin
  var m := 3;
  var n := 4;
  FillMatrixByRandom(a,m,n);
    
  writeln('Исходная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
  
  HasZero := False;
  for var i:=1 to m do
  for var j:=1 to n do
    if a[i,j]=0 then
    begin
      HasZero := True;
      goto 1;
    end;
1:
  if HasZero then
    writeln('В матрице есть нули')
  else writeln('В матрице нулей нет')  
end.

Сумма чисел на главной диагонали

var 
  a: Matrix;
  sum: integer;

begin
  var m := 5;
  var n := m;
  FillMatrixByRandom(a,m,n);
    
  writeln('Исходная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
  
  sum := 0;
  for var i:=1 to m do
    sum += a[i,i];
  writeln('Сумма элементов главной диагонали: ',sum);
end.

Сумма чисел на побочной диагонали

var 
  a: Matrix;
  sum: integer;

begin
  var m := 5;
  var n := m;
  FillMatrixByRandom(a,m,n);
    
  writeln('Исходная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
  
  sum := 0;
  for var i:=1 to m do
    sum += a[i,m-i+1];
  writeln('Сумма элементов побочной диагонали: ',sum);
end.

Заполнение нулями ниже главной диагонали

var 
  a: Matrix;
  sum: integer;

begin
  var m := 5;
  var n := m;
  FillMatrixByRandom(a,m,n);
    
  writeln('Исходная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
  
  for var i:=2 to m do
  for var j:=m-i+2 to m do
    a[i,j] := 0;

  writeln('Преобразованная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
end.

Заполнение нулями выше побочной диагонали

var 
  a: Matrix;
  sum: integer;

begin
  var m := 5;
  var n := m;
  FillMatrixByRandom(a,m,n);
    
  writeln('Исходная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
  
  for var i:=1 to m-1 do
  for var j:=i+1 to m do
    a[i,j] := 0;

  writeln('Преобразованная матрица: ');
  PrintMatrix(a,m,n);
end.

Ссылки

  • Программы для начинающих
  • Сайт PascalABC.NET: Программы и алгоритмы для начинающих

На занятии будет рассмотрен двумерный массив в Pascal и примеры работы с ним. Кроме того, предстоит знакомство с понятиями побочная диагональ матрицы в Паскаль и главная диагональ

Матрица или двумерный массив – это прямоугольная таблица чисел (или других элементов одного типа). Каждый элемент матрицы имеет два индекса (номер строки и номер столбца).

матрица

Исходные данные для решения многих задач можно представить в табличной форме:
двумерный массив Pascal
Таблица результатов производственной деятельности нескольких филиалов фирмы может быть представлена так:

zavod1: array [1..4] of integer;
zavod2: array [1..4] of integer; 
zavod3: array [1..4] of integer;

Или в виде двумерного массива так:

Объявление двумерного массива:

var A: array[1..3,1..4] of integer;
begin
{...}
begin
  var  a := new integer[3,4];
  {...}
end.

Описание, ввод и вывод элементов двумерного массива

Варианты описания двумерного массива (традиционный pascal)

  1. Описание массива в разделе переменных:
  2. const N = 3;
          M = 4;
    var A: array[1..N,1..M] of integer;
  3. Описание массива через раздел type:
  4. const
      M=10;
      N=5;
    type
      matrix=array [1..M, 1..N] of integer;
    var A: matrix;

Ввод двумерного массива m x n с клавиатуры:

ввод двумерного массива

for i:=1 to N do
  for j:=1 to M do begin
    write('A[',i,',',j,']=');
    read ( A[i,j] );
  end;

for var i:=0 to a.RowCount-1 do
  for var j:=0 to a.ColCount-1 do
     a[i,j]:=readinteger;

Заполнение случайными числами:

заполнение случайными числами


var a := MatrRandomInteger(3,4,0,10); // целые числа в диапазоне от 0 до 10
var a1 := MatrRandomReal(3,4,1,9) // веществ. числа в диапазоне от 1 до 9

«Красивый» вывод элементов двумерного массива m x n:

Следующий фрагмент программы выводит на экран значения элементов массива по строкам:
вывод двумерного массива

1
2
3
4
5
for i:=1 to N do begin
  for j:=1 to M do
     write ( A[i,j]:5 );
  writeln;
end;

1
2
3
4
5
6
begin
  var a := MatrRandomInteger(3,4,0,10);
  var a1 := MatrRandomReal(3,4,1,9);
  a.Println;
  a1.Println(6,1) // 6 позиций всего на вывод, 1 знак после десят. запятой
end.

Результат:

   8   2   1   3
   5   8   0   8
   6   3   9   3
   3.3   4.7   3.7   5.4
   2.9   1.7   2.3   4.0
   8.3   3.7   8.4   1.4

Рассмотрим следующую задачу: Получены значения температуры воздуха за 4 дня с трех метеостанций, расположенных в разных регионах страны:

Номер станции 1-й день 2-й день 3-й день 4-й день
1 -8 -14 -19 -18
2 25 28 26 20
3 11 18 20 25

Т.е. запись показаний в двумерном массиве выглядела бы так:

t[1,1]:=-8; t[1,2]:=-14; t[1,3]:=-19; t[1,4]:=-18;
t[2,1]:=25; t[2,2]:=28; t[2,3]:=26; t[2,4]:=20;
t[3,1]:=11; t[3,2]:=18; t[3,3]:=20; t[3,4]:=25;

Или в pascalabc.NET:

var t := Matr(3,4,-8,-14,-19,-18,25,28,26,20,11,18,20,25);  
t.Println;

Объявление двумерного массива:

var t: array [1..3, 1..4] of integer;

Задание array 1: Необходимо:

  1. Распечатать температуру на 2-й метеостанции за 4-й день и на 3-й метеостанции за 1-й день.
  2. Распечатать показания термометров всех метеостанций за 2-й день.
  3. Определить среднюю температуру на 3-й метеостанции.
  4. Распечатать, в какие дни и на каких метеостанциях температура была в диапазоне 24-26 градусов тепла.

Дополните код:

Показать решение:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
var t: array [1..3, 1..4] of integer;
s,i,j:integer;
begin
t[1,1]:=-8; 	t[1,2]:=-14; 	t[1,3]:=-19; 	t[1,4]:=-18;
t[2,1]:=25; 	t[2,2]:=28; 	t[2,3]:=26; 	t[2,4]:=20;
t[3,1]:=11; 	t[3,2]:=18; 	t[3,3]:=20; 	t[3,4]:=25;
{1. Распечатать показания термометров на 2-й метеостанции за 4-й день и на 3-й метеостанции за 1-й день}
writeln('1-е задание: ',t[2,4] , ' и ',t[...,...]);
 
{2. Показания термометров всех метеостанций за 2-й день}
for i:=1 to ... do 
   writeln ('2-е задание: ',t[...,...]);
 
{3. Определим среднее значение температуры на 3-й метеостанции:}
i:=3;
s:=0;
for j:=1 to 4 do 
   s:=...; {сумматор}
writeln('3-е задание: ', s/4);
{распечатаем всю таблицу}
for i:=1 to 3 do
    for j:=1 to 4 do
        writeln(t[i,j]);
{4. Распечатаем станции и дни с температурой 24-26 гр}
writeln('4-е задание: ');
for i:=1 to 3 do
    for ... ... do
        if (...) and (...) then
           writeln('станция ', i, ' день ', j)
end.

Самостоятельно подумайте, как находится сумма элементов массива pascal.

Задание array 2. Найти сумму элементов массива (прямоугольной таблицы) размером [m x n]

Задание array 4.
Найти сумму всех элементов массива (переменная sum) 5 x 4, а также сумму элементов, составляющих столбцы таблицы (двумерного массива). Для хранения сумм столбцов чисел использовать одномерный массив (s). Дополните код.
двумерный массив в pascal

Показать решение:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
const  m = 5;
       n = 4;
var
    a: array[1..m,1..n] of byte;
    s: array[1..n] of byte;
    i,j, sum: byte;
begin
    randomize;
    for i := 1 to m do begin
        for j := 1 to n do begin
            ... {инициализация элементов массива случайными числами}
            ... {вывод элементов массива}
        end;
        writeln
    end;
    writeln ('------------'); {для оформления}
    {обнуление значений массива суммы s[]:}
    ...
    {поиск сумм элементов по столбцам:}
    for i := 1 to n do begin
         for j := 1 to m do begin
           s[i]:=...;
        end;
     write(...)  ; 
    end;
    {поиск общей суммы:}
    sum:=0;
    ...
    {вычисление суммы элементов массива значений сумм по столбцам:}
    for ...
        ...
    write (' | sum = ', sum);
readln
end.

Задание array 4_1.
Найти сумму элементов двумерного массива [m x n] по строкам:

2 8 1 9  : sum = 20
3 1 7 2  : sum = 13
4 5 6 2  : sum = 17

Методы матриц для работы со строками и столбцами:

begin
  var a := MatrRandomInteger(3,4);  
  a.Println;
 
  a.Row(0).Sum.Println();
  a.Row(1).Average.Println;
  a.Row(2).Product.Println;
 
  a.Col(0).Min.Println;
  a.Col(1).Max.Println;
end.

Результат:

  86  62  80  33
  51   4  36  65
  78  30   5  16
261 
39 
187200 
51 
62 

Главная и побочная диагональ при работе с двумерными матрицами в Pascal

Главная диагональ квадратной матрицы n x n (т.е. той, у которой количество строк равно количеству столбцов) проходит с верхнего левого угла матрицы (элемент 1,1) до правого нижнего угла матрицы (элемент n,n).

Побочная диагональ квадратной матрицы n x n проходит с нижнего левого угла матрицы (элемент n,1) до правого верхнего угла матрицы (элемент 1,n).

Формулу поиска элементов диагоналей проще всего искать, нарисовав элементы матрицы:
Если индексы начинаются с единицы (традиционный Паскаль):

1,1 1,2 1,3 1,4
2,1 2,2 2,3 2,4
3,1 3,2 3,3 3,4
4,1 4,2 4,3 4,4

Если индексы начинаются с нуля (pascalAbc.NET):

0,0 0,1 0,2 0,3
1,0 1,1 1,2 1,3
2,0 2,1 2,2 2,3
3,0 3,1 3,2 3,3

 
Учитывая, что первая цифра в программе будет соответствовать счетчику i, а вторая — счетчику j, то из таблицы можно вывести формулы:

Главная диагональ матрицы в Паскаль имеет формулу:
i=j
Побочная диагональ матрицы в Паскале традиционном имеет формулу:
n=i+j-1 (или j=n-i+1)

где n — размерность квадратной матрицы

Побочная диагональ матрицы в pascalAbc.Net имеет формулу:
n=i+j+1

где n — размерность квадратной матрицы

Пример: Вывести на экран сначала главную диагональ квадратной матрицы из N строк и N столбцов, а затем ее побочную диагональ.

Решение:
Вывод элементов главной диагонали
Вывод элементов побочной диагонали

Пример: Заменить элементы главной и побочной диагонали квадратной матрицы нулями

Показать решение:

Паскаль:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
var i,j,n:integer;
a: array[1..100,1..100]of integer;
begin
   randomize;
   writeln ('введите размерность матрицы:');
   readln(n);
   for i:=1 to n do begin
        for j:=1 to n do  begin
            a[i,j]:=random(10);
            write(a[i,j]:3);
        end;
        writeln;
   end;
   writeln;
   for i:=1 to n do begin
        for j:=1 to n do  begin
            if (i=j) or (n=i+j-1) then a[i,j]:=0;
            write(a[i,j]:3)
        end;
        writeln;
   end;
end.

PascalAbc.Net

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
begin
  var n := readinteger('введите размерность матрицы:');
  var a := matrRandomInteger(n, n, -10, 10);
  a.Println(6);
  for var i := 0 to n - 1 do
  begin
    a[i, i] := 0;
    a[i, n - i - 1] := 0;
  end;
  writeln();
  a.Println(6);
end.

Задание array 5:
Найти отдельно сумму элементов главной и побочной диагонали квадратной матрицы

1 7 3 7
2 1 8 3
5 7 6 4
8 2 3 1
-------
sum1 = 9
sum2 = 30

Пример:
Дана матрица 5х5. Найти сумму элементов, стоящих на двух соседних диагоналях с главной и параллельных ей.
побочная диагональ матрицы паскаль и главная
Для решения задачи воспользуйтесь таблицей

Показать решение:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
var
A:array[1..5,1..5] of integer;
i,j:integer;
sum,sum1,sum2:integer;
begin
randomize;
for i:=1 to 5 do
for j:=1 to 5 do
    A[i,j]:=random(10);
write ('Исходный массив A: ');
for i:=1 to 5 do begin
    writeln;
    for j:=1 to 5 do
        write (A[i,j]:2,' ');
    end;
sum1:=0;
for i:=1 to 5 do
    for j:=1 to 5 do
        if (i-j=1) then
            sum1:=sum1+A[i,j];
sum2:=0;
for i:=1 to 5 do
    for j:=1 to 5 do
        if (j-i=1) then
           sum2:=sum2+A[i,j];
sum:=sum1+sum2;
writeln;
writeln('Сумма = ',sum);
end.

Задание array 6: Сформировать матрицу размерностью n. Вывести ее на экран. Затем преобразовать ее, заменив необходимые элементы на 0:
главная и побочная диагональ матрицы паскаль

Задание array 7: Сформировать матрицу размерностью n. Вывести ее на экран. Затем преобразовать ее, заменив необходимые элементы на 0:
главная и побочная диагональ матрицы паскальдиагонали матрицы Паскаль

Задание array 8: Сформировать матрицу размерностью n. Вывести ее на экран. Затем преобразовать ее, заменив необходимые элементы на 0:
диагонали матрицы Паскаль
главная и побочная диагональ матрицы паскаль

Задание array 9: Составить программу, позволяющую с помощью датчика случайных чисел сформировать матрицу размерностью N. Определить:

  • минимальный элемент, лежащий ниже побочной диагонали;
  • произведение ненулевых элементов последней строки.
  • Рассмотрим еще один пример работы с двумерным массивом.

    Пример: В двумерном массиве размером N х M определить среднее значение элементов. Найти индекс элемента массива, наиболее близкого к среднему значению.

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    
    var index1,index2,i,j,N,M:integer;
    s,min,f:real;
    a:array[1..300,1..300] of real;
    begin
    N:=10;
    M:=5;
    for i:=1 to N do begin
      for j:=1 to M do begin
        a[i,j]:=random(20);
        s:=s+a[i,j];
        write(a[i,j]:3);
       end;
       writeln;
    end;
     
    f:=s/(N*M);
    writeln('srednee znachenie ',f);
    min:=abs(a[1,1]-f);
    for i:=1 to N do begin
      for j:=1 to M do begin
        if abs(a[i,j]-f)<min then begin
          min:=abs(a[i,j]-f);
          index1:=i;
          index2:=j;
        end;
      end;
    end;
    writeln('naibolee blizkiy ',index1,' ',index2);
    end.

    Потренируйтесь в решении задач по теме, щелкнув по пиктограмме:

    проверь себя

    Итак, перейдём к многомерным массивам:
    Начнём с того, что такое многомерный массив — это упорядоченная совокупность однотипных данных, характеризуемая более чем одним параметром (индексирование массива по нескольким параметрам).
    Пример: предположим точка на координатной плоскости отличается от остальных точек, своими координатами по оси x и y (углубляться в более подробное описание координатных плоскостей мы не будем, ибо это является одной из задач математики) и значением (предположим в роли значения в данном случае будет выступать расстояние от начала координат до заданной точки; оно определяется по ф-ле: L=sqrt(sqr(x2-x1)+sqr(y2-y1))):

    Pascal
    1
    
    mas[x,y]=sqrt(sqr(x)+sqr(y));

    ( в данном примере мы опустили значение «0», т.к. sqrt(sqr(x-0)+sqr(y-0))= sqrt(sqr(x)+sqr(y)); нуль используется потому, что расстояние находится от начала координат, а параметры начала координат = 0;0). С точки зрения математики
    в программировании данный пример не очень корректен, т.к. координата точки — это тоже, в свою очередь определённое значение и оно может быть любым (т.е. и вещественным в том числе, а индекс массива — это обязательно целое число);

    Но мы всё же немного опередили события, и мне хотелось бы начать с описания многомерных массивов:

    1) раздел описаний (var — сокращ. от англ. variables — изменчивый, меняющийся, переменный):

    Pascal
    1
    
    var a: array[1..10,0..5,7..15] of integer;

    Если не понятно, то будем разбираться. Мы задали многомерный (в данном сл. трёхмерный) массив (двух, трёх , четырёх и т.д. -мерные массивы — это описание размерности массива; в последствии именно это определение будет применяться при работе с массивами, поэтому не упустите этот момент), диапазон индексов которого: 1..10, 0..5, 7..15 (например: товары, поступающие в магазин имеют последовательный идентификационный код из трёх цифр (три индекса, т.к. массив трёхмерный), а цена товара — это значение элемента массива: 1 — й товар, а т.е. mas[1,0,7] = 35; 2-й — mas[2,0,7] = 64; …последний — mas[10,5,15] = 35);

    2) описание одномерного массива в разделе var, имеющего тип одномерный массив:

    Pascal
    1
    2
    
    type a = array[1..10] of integer;
    var mas: array[1..10] of a;

    Данный фрагмент является описанием одномерного массива, имеющего тип одномерный массив и в итоге, можно сказать, что каждая ячейка одномерного массива является одномерным массивом, а в общем данную конструкцию можно назвать двумерным массивом и при обращении к элементу массива мы будем указывать два индекса: mas[i,j]:=…;

    3) описание двумерного массива в разделе const (константы):

    Pascal
    1
    
    const mas: array[1..3,1..5] of  integer=((3,-2,1,4,3),(-5,-9,0,3,7),(-1,2,1,-4,0));

    Здесь суть в том, что каждая из трёх так называемых позиций содержит ещё пять (три строки, два столбца, если в виде таблицы).
    При выводе такого массива на экран мы получим (с использованием двух циклов и операторов write/writeln):

    3 -2 1 4 3
    -5 -9 0 3 7
    -1 2 1 -4 0

    вот исходный код :

    Pascal
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    
    const mas: array[1..3,1..5] of  integer=((3,-2,1,4,3),(-5,-9,0,3,7),(-1,2,1,-4,0)); 
    var i,j: byte;
    begin
    writeln('исходный массив: ');
    for i:=1 to 3 do   {перебор строк с 1-й по 3-ю}
    begin
    for j:=1 to 5 do   {перебор столбцов с 1-ого по 5-й}
    write(mas[i,j]:4);   {вывод элемента строки и столбца определённых индексов  ":4" - оформление форматного вывода на экран, т.е. с заданным отступом}
    writeln;   {очевидно, что если мы хотим получить форму в виде таблицы, необходимо делать построчный переход вниз}
    end;
    end.

    (

    основные методы заполнения многомерного массива аналогичны одномерному, поэтому в данной теме рассмотрены не будут)

    Добавлено через 13 минут
    Единственное отличие состоит в том, что заполнение элементов проводится, с учётом полной индексации, т.е. с учётом размерности массива: если массив двухмерный, то mas[i,j]:=…; если трёхмерный, то mas[i,j,k]:=… и т.д. (ну и само собой используется соответствующее кол-во циклов по всем параметрам размерности)



    12



    Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как написать милашка английскими буквами
  • Как написать милане филимоновой
  • Как написать милане стар
  • Как написать милане некрасовой
  • Как написать микротему текста