Массивы

Начнем с классического понятия в сильно типизированных языках (например, в языке Паскаль). Тип массива в таких языках определяется на основе двух вспомогательных типов: типа элементов массива (базового типа) и типа индекса массива. В языке Паскаль определение типа массива выглядит следующим образом: type T =array [ I ] of Т0, где Т0 - базовый тип, а I - тип индекса. Т0 может быть любым встроенным или ранее определенным типом. Тип индекса I должен состоять из конечного числа перечисляемых значений, т.е. быть уточненным, перечисляемым, символьным или булевским типом. В языках линии Паскаль допускается и неявное определение уточненного типа массива. Например, допустимы следующие определения типа массива: type T =array [1..6] of integer или type T = array [' a..' e '] of real.

Если мощность множества значений типа индекса есть n, то значение типа массива - это регулярная структура, включающая п элементов базового типа. Соответствующим образом устроены и переменные типа массива. Для любого сконструированного типа массива предопределены две операции - операция конструирования значения типа массива и операция выборки элемента массива. Если х -переменная типа массива Т, a i - значение соответствующего типа индекса, то для конструирования значения используется языковое средство х: = Т (c 1, с2,..., с n), где c 1, с2,..., сп -значения базового типа. Для выборки элемента массива используется конструкция x [ i ], значением которой является значение i -тогоэлемента массива (вместо i в квадратных скобках может содержаться любое допустимое выражение, значение которого принадлежит множеству значений типа индекса). Эта же конструкция может использоваться в левой части оператора присваивания, т.е. элементы массива могут изменяться индивидуально. Кроме того, при подобной строгой типизации массивов допустимы присваивания значений переменных типа массива, функции, возвращающие значение типа массива и т.п.

Базовым типом типа массива может быть любой встроенный или определенный тип, в том числе и тип массива. В последнем случае говорят о многомерных массивах или матрицах. Для работы с многомерными массивами в языках используют сокращенную запись. Например. вместо определения type T =array [1..10] of array [1..5] of real можно написать type T = array [1..10], [1..5] of real, а если x - переменная такого типа Т, то для выборки скалярного элемента вместо x [ i ][ j ] можно написать x [ i, j ].

В сильно типизированных языках для любого значения типа массива известно число элементов базового типа. Поэтому в принципе всегда возможен контроль значения индекса, хотя на практике такой контроль обычно отменяется при использовании программы в производственном режиме.

Для иллюстрации приемов работы с массивами в слабо типизированных языках используем язык Си. В этом языке нет средств определения типов массива, хотя имеется возможность определения «массивных переменных». Число элементов в массивной переменной определяется либо явно, либо с помощью задания списка инициализирующих значений базового типа. Например, массивную переменную с четырьмя элементами целого типа можно определить как int х [4](неинициализированный вариант) или как int х [] = {0, 2, 8, 22} (инициализированная массивная переменная). Доступ к элементам массивной переменной производится с помощью конструкции выбора, по виду аналогичной соответствующей конструкции в сильно типизированных языках x [ i ], где i -выражение, принимающее целое значение (мы специально отметили внешний характер аналогии, поскольку в отличие от языка Паскаль в языке Си зафиксирована интерпретация операции выбора на основе более примитивных операций адресной арифметики). Однако, в реализациях языка Си в принципе невозможен контроль выхода значения индекса за пределы массива. Кроме того, по аналогичным причинам невозможно присваивание значений массивных переменных и не допускаются функции, вырабатывающие «массивные значения».

Записи

Типы массивов позволяют работать с регулярными структурами данных, каждый элемент которых относится к одному и тому же базовому типу. Существует другая разновидность составных конструируемых типов данных, которые позволяют определять и использовать нерегулярные структуры данных, элементы которых могут относиться к разным встроенным или явно определенным типам данных. Собирательно типы этой разновидности называются типами записи или структурными типами.

К счастью, общее понятие типа записи практически одинаково в сильно и слабо типизированных языках. Идея состоит в том, что в определении структурного тип; перечисляются имена полей записи, и для каждого поля указывается его тип данных. После этого можно определять переменные вновь сконструированного типа и производить доступ к полям переменных. На языке Модула-2 определение структурного типа «комплексные числа» могло бы выглядеть следующим образом:

type complex = record re: real;

im: real

end