The OpenNET Project / Index page

[ новости/++ | форум | wiki | теги ]

Каталог документации / Раздел "Программирование, языки" / Оглавление документа

Глава 25. Массивы

Новейшие версии Bash поддерживают одномерные массивы. Инициализация элементов массива может быть произведена в виде: variable[xx]. Можно явно объявить массив в сценарии, с помощью директивы declare: declare -a variable. Обращаться к отдельным элементам массива можно с помощью фигурных скобок, т.е.: ${variable[xx]}.

Пример 25-1. Простой массив

#!/bin/bash


area[11]=23
area[13]=37
area[51]=UFOs

# Массивы не требуют, чтобы последовательность элементов в массиве была непрерывной.

# Некоторые элементы массива могут оставаться неинициализированными.
# "Дырки" в массиве не являются ошибкой.


echo -n "area[11] = "
echo ${area[11]}    #  необходимы {фигурные скобки}

echo -n "area[13] = "
echo ${area[13]}

echo "содержимое area[51] = ${area[51]}."

# Обращение к неинициализированным элементам дает пустую строку.
echo -n "area[43] = "
echo ${area[43]}
echo "(элемент area[43] -- неинициализирован)"

echo

# Сумма двух элементов массива, записанная в третий элемент
area[5]=`expr ${area[11]} + ${area[13]}`
echo "area[5] = area[11] + area[13]"
echo -n "area[5] = "
echo ${area[5]}

area[6]=`expr ${area[11]} + ${area[51]}`
echo "area[6] = area[11] + area[51]"
echo -n "area[6] = "
echo ${area[6]}
# Эта попытка закончится неудачей, поскольку сложение целого числа со строкой не допускается.

echo; echo; echo

# -----------------------------------------------------------------
# Другой массив, "area2".
# И другой способ инициализации массива...
# array_name=( XXX YYY ZZZ ... )

area2=( ноль один два три четыре )

echo -n "area2[0] = "
echo ${area2[0]}
# Ага, индексация начинается с нуля (первый элемент массива имеет индекс [0], а не [1]).

echo -n "area2[1] = "
echo ${area2[1]}    # [1] -- второй элемент массива.
# -----------------------------------------------------------------

echo; echo; echo

# -----------------------------------------------
# Еще один массив, "area3".
# И еще один способ инициализации...
# array_name=([xx]=XXX [yy]=YYY ...)

area3=([17]=семнадцать [21]=двадцать_один)

echo -n "area3[17] = "
echo ${area3[17]}

echo -n "area3[21] = "
echo ${area3[21]}
# -----------------------------------------------

exit 0
Note

Bash позволяет оперировать переменными, как массивами, даже если они не были явно объявлены таковыми.

string=abcABC123ABCabc
echo ${string[@]}               # abcABC123ABCabc
echo ${string[*]}               # abcABC123ABCabc
echo ${string[0]}               # abcABC123ABCabc
echo ${string[1]}               # Ничего не выводится!
                                # Почему?
echo ${#string[@]}              # 1
                                # Количество элементов в массиве.

# Спасибо Michael Zick за этот пример.
Эти примеры еще раз подтверждают отсутствие контроля типов в Bash.

Пример 25-2. Форматирование стихотворения

#!/bin/bash
# poem.sh

# Строки из стихотворения (одна строфа).
Line[1]="Мой дядя самых честных правил,"
Line[2]="Когда не в шутку занемог;"
Line[3]="Он уважать себя заставил,"
Line[4]="И лучше выдумать не мог."
Line[5]="Его пример другим наука..."

# Атрибуты.
Attrib[1]=" А.С. Пушкин"
Attrib[2]="\"Евгений Онегин\""

for index in 1 2 3 4 5    # Пять строк.
do
  printf "     %s\n" "${Line[index]}"
done

for index in 1 2          # Две строки дополнительных атрибутов.
do
  printf "          %s\n" "${Attrib[index]}"
done

exit 0

При работе с отдельными элементами массива можно использовать специфический синтаксис, даже стандартные команды и операторы Bash адаптированы для работы с массивами.

array=( ноль один два три четыре пять )

echo ${array[0]}       #  ноль
echo ${array:0}        #  ноль
                       #  Подстановка параметра -- первого элемента.
echo ${array:1}        #  оль
                       #  Подстановка параметра -- первого элемента,
                       #+ начиная с позиции #1 (со 2-го символа).

echo ${#array}         #  4
                       #  Длина первого элемента массива.



array2=( [0]="первый элемент" [1]="второй элемент" [3]="четвертый элемент" )

echo ${array2[0]}      # первый элемент
echo ${array2[1]}      # второй элемент
echo ${array2[2]}      #
                       # Элемент неинициализирован, поэтому на экран ничего не выводится.
echo ${array2[3]}      # четвертый элемент


При работе с массивами, некоторые встроенные команды Bash имеют несколько иной смысл. Например, unset -- удаляет отдельные элементы массива, или даже массив целиком.

Пример 25-3. Некоторые специфичные особенности массивов

#!/bin/bash

declare -a colors
# Допускается объявление массива без указания его размера.

echo "Введите ваши любимые цвета (разделяя их пробелами)."

read -a colors    # Введите хотя бы 3 цвета для демонстрации некоторых свойств массивов.
#  Специфический ключ команды 'read',
#+ позволяющий вводить несколько элементов массива.

echo

element_count=${#colors[@]}

# Получение количества элементов в массиве.
#     element_count=${#colors[*]} -- дает тот же результат.
#
#  Переменная "@" позволяет "разбивать" строку в кавычках на отдельные слова
#+ (выделяются слова, разделенные пробелами).

index=0

while [ "$index" -lt "$element_count" ]
do    # Список всех элементов в массиве.
  echo ${colors[$index]}
  let "index = $index + 1"
done
# Каждый элемент массива выводится в отдельной строке.
# Если этого не требуется, то используйте  echo -n "${colors[$index]} "
#
# Эквивалентный цикл "for":
#   for i in "${colors[@]}"
#   do
#     echo "$i"
#   done
# (Спасибо S.C.)

echo

# Еще один, более элегантный, способ вывода списка всех элементов массива.
  echo ${colors[@]}          # ${colors[*]} дает тот же результат.

echo

# Команда "unset" удаляет элементы из массива, или даже массив целиком.
unset colors[1]              # Удаление 2-го элемента массива.
                             # Тот же эффект дает команда   colors[1]=
echo  ${colors[@]}           # Список всех элементов массива -- 2-й элемент отсутствует.

unset colors                 # Удаление всего массива.
                             #  Тот же эффект имеют команды unset colors[*]
                             #+ и unset colors[@].
echo; echo -n "Массив цветов опустошен."
echo ${colors[@]}            # Список элементов массива пуст.

exit 0

Как видно из предыдущего примера, обращение к ${array_name[@]} или ${array_name[*]} относится ко всем элементам массива. Чтобы получить количество элементов массива, можно обратиться к ${#array_name[@]} или к ${#array_name[*]}. ${#array_name} -- это длина (количество символов) первого элемента массива, т.е. ${array_name[0]}.

Пример 25-4. Пустые массивы и пустые элементы

#!/bin/bash
# empty-array.sh

#  Выражаю свою благодарность Stephane Chazelas за этот пример,
#+ и Michael Zick за его доработку.


# Пустой массив -- это не то же самое, что массив с пустыми элементами.

array0=( первый второй третий )
array1=( '' )   # "array1" имеет один пустой элемент.
array2=( )      # Массив "array2" не имеет ни одного элемента, т.е. пуст.

echo
ListArray()
{
echo
echo "Элементы массива array0:  ${array0[@]}"
echo "Элементы массива array1:  ${array1[@]}"
echo "Элементы массива array2:  ${array2[@]}"
echo
echo "Длина первого элемента массива array0 = ${#array0}"
echo "Длина первого элемента массива array1 = ${#array1}"
echo "Длина первого элемента массива array2 = ${#array2}"
echo
echo "Число элементов в массиве array0 = ${#array0[*]}"  # 3
echo "Число элементов в массиве array1 = ${#array1[*]}"  # 1  (сюрприз!)
echo "Число элементов в массиве array2 = ${#array2[*]}"  # 0
}

# ===================================================================

ListArray

# Попробуем добавить новые элементы в массивы

# Добавление новых элементов в массивы.
array0=( "${array0[@]}" "новый1" )
array1=( "${array1[@]}" "новый1" )
array2=( "${array2[@]}" "новый1" )

ListArray

# или
array0[${#array0[*]}]="новый2"
array1[${#array1[*]}]="новый2"
array2[${#array2[*]}]="новый2"

ListArray

# Теперь представим каждый массив как 'стек' ('stack')
# Команды выше, можно считать командами 'push' -- добавление нового значения на вершину стека
# 'Глубина' стека:
height=${#array2[@]}
echo
echo "Глубина стека array2 = $height"

# Команда 'pop' -- выталкивание элемента стека, находящегося на вершине:
unset array2[${#array2[@]}-1]   # Индексация массивов начинается с нуля
height=${#array2[@]}
echo
echo "POP"
echo "Глубина стека array2, после выталкивания = $height"

ListArray

# Вывести только 2-й и 3-й элементы массива array0
from=1          # Индексация массивов начинается с нуля
to=2              #
declare -a array3=( ${array0[@]:1:2} )
echo
echo "Элементы массива array3:  ${array3[@]}"

# Замена элементов по шаблону
declare -a array4=( ${array0[@]/второй/2-й} )
echo
echo "Элементы массива array4:  ${array4[@]}"

# Замена строк по шаблону
declare -a array5=( ${array0[@]//новый?/старый} )
echo
echo "Элементы массива array5:  ${array5[@]}"

# Надо лишь привыкнуть к такой записи...
declare -a array6=( ${array0[@]#*новый} )
echo # Это может вас несколько удивить
echo "Элементы массива array6:  ${array6[@]}"

declare -a array7=( ${array0[@]#новый1} )
echo # Теперь это вас уже не должно удивлять
echo "Элементы массива array7:  ${array7[@]}"

# Выглядить очень похоже на предыдущий вариант...
declare -a array8=( ${array0[@]/новый1/} )
echo
echo "Элементы массива array8:  ${array8[@]}"

#  Итак, что вы можете сказать обо всем этом?

#  Строковые операции выполняются последовательно, над каждым элементом
#+ в массиве var[@].
#  Таким образом, BASH поддерживает векторные операции
#  Если в результате операции получается пустая строка, то
#+ элемент массива "исчезает".

#  Вопрос: это относится к строкам в "строгих" или "мягких" кавычках?

zap='новый*'
declare -a array9=( ${array0[@]/$zap/} )
echo
echo "Элементы массива array9:  ${array9[@]}"

# "...А с платформы говорят: "Это город Ленинград!"..."
declare -a array10=( ${array0[@]#$zap} )
echo
echo "Элементы массива array10:  ${array10[@]}"

# Сравните массивы array7 и array10
# Сравните массивы array8 и array9

# Ответ: в "мягких" кавычках.

exit 0

Разница между ${array_name[@]} и ${array_name[*]} такая же, как между $@ и $*. Эти свойства массивов широко применяются на практике.

# Копирование массивов.
array2=( "${array1[@]}" )
# или
array2="${array1[@]}"

# Добавить элемент.
array=( "${array[@]}" "новый элемент" )
# или
array[${#array[*]}]="новый элемент"

# Спасибо S.C.


Tip

Операция подстановки команд -- array=( element1 element2 ... elementN ), позволяет загружать содержимое текстовых файлов в массивы.

#!/bin/bash

filename=sample_file

#            cat sample_file
#
#            1 a b c
#            2 d e fg


declare -a array1

array1=( `cat "$filename" | tr '\n' ' '`)  # Загрузка содержимого файла
                                           # $filename в массив array1.
#         Вывод на stdout.
#                         с заменой символов перевода строки на пробелы.

echo ${array1[@]}            # список элементов массива.
#                              1 a b c 2 d e fg
#
#  Каждое "слово", в текстовом файле, отделяемое от других пробелами
#+ заносится в отдельный элемент массива.

element_count=${#array1[*]}
echo $element_count          # 8


Пример 25-5. Копирование и конкатенация массивов

#! /bin/bash
# CopyArray.sh
#
# Автор: Michael Zick.
# Используется с его разрешения.

#  "Принять из массива с заданным именем записать в массив с заданным именем"
#+ или "собственный Оператор Присваивания".


CpArray_Mac() {

# Оператор Присваивания

    echo -n 'eval '
    echo -n "$2"                    # Имя массива-результата
    echo -n '=( ${'
    echo -n "$1"                    # Имя исходного массива
    echo -n '[@]} )'

# Все это могло бы быть объединено в одну команду.
# Это лишь вопрос стиля.
}

declare -f CopyArray                # "Указатель" на функцию
CopyArray=CpArray_Mac               # Оператор Присваивания

Hype()
{

# Исходный массив с именем в $1.
# (Слить с массивом, содержащим "-- Настоящий Рок-н-Ролл".)
# Вернуть результат в массиве с именем $2.

    local -a TMP
    local -a hype=( -- Настоящий Рок-н-Ролл )

    $($CopyArray $1 TMP)
    TMP=( ${TMP[@]} ${hype[@]} )
    $($CopyArray TMP $2)
}

declare -a before=( Advanced Bash Scripting )
declare -a after

echo "Массив before = ${before[@]}"

Hype before after

echo "Массив after  = ${after[@]}"

# Еще?

echo "Что такое ${after[@]:4:2}?"

declare -a modest=( ${after[@]:2:1} ${after[@]:3:3} )
#                    ---- выделение подстроки ----

echo "Массив Modest = ${modest[@]}"

# А что в массиве 'before' ?

echo "Массив Before = ${before[@]}"

exit 0

--

Массивы допускают перенос хорошо известных алгоритмов в сценарии на языке командной оболочки. Хорошо ли это -- решать вам.

Пример 25-6. Старая, добрая: "Пузырьковая" сортировка

#!/bin/bash
# bubble.sh: "Пузырьковая" сортировка.

#  На каждом проходе по сортируемому массиву,
#+ сравниваются два смежных элемента, и, если необходимо, они меняются местами.
#  В конце первого прохода, самый "тяжелый" элемент "опускается" в конец массива.
#  В конце второго прохода, следующий по "тяжести" элемент занимает второе место снизу.
#  И так далее.
#  Каждый последующий проход требует на одно сравнение меньше предыдущего.
#  Поэтому вы должны заметить ускорение работы сценария на последних проходах.


exchange()
{
  # Поменять местами два элемента массива.
  local temp=${Countries[$1]} #  Временная переменная
  Countries[$1]=${Countries[$2]}
  Countries[$2]=$temp

  return
}

declare -a Countries  #  Объявление массива,
                      #+ необязательно, поскольку он явно инициализируется ниже.

#  Допустимо ли выполнять инициализацию массива в нескольки строках?
#  ДА!

Countries=(Нидерланды Украина Заир Турция Россия Йемен Сирия \
Бразилия Аргентина Никарагуа Япония Мексика Венесуэла Греция Англия \
Израиль Перу Канада Оман Дания Уэльс Франция Кения \
Занаду Катар Лихтенштейн Венгрия)

# "Занаду" -- это мифическое государство, где, согласно Coleridge,
#+ Kubla Khan построил величественный дворец.


clear                      # Очистка экрана.

echo "0: ${Countries[*]}"  # Список элементов несортированного массива.

number_of_elements=${#Countries[@]}
let "comparisons = $number_of_elements - 1"

count=1 # Номер прохода.

while [ "$comparisons" -gt 0 ]          # Начало внешнего цикла
do

  index=0  # Сбросить индекс перед началом каждого прохода.

  while [ "$index" -lt "$comparisons" ] # Начало внутреннего цикла
  do
    if [ ${Countries[$index]} \> ${Countries[`expr $index + 1`]} ]
    #  Если элементы стоят не по порядку...
    #  Оператор \> выполняет сравнение ASCII-строк
    #+ внутри одиночных квадратных скобок.

    #  if [[ ${Countries[$index]} > ${Countries[`expr $index + 1`]} ]]
    #+ дает тот же результат.
    then
      exchange $index `expr $index + 1`  # Поменять местами.
    fi
    let "index += 1"
  done # Конец внутреннего цикла


let "comparisons -= 1" #  Поскольку самый "тяжелый" элемент уже "опустился" на дно,
                       #+ то на каждом последующем проходе нужно выполнять на одно сравнение меньше.

echo
echo "$count: ${Countries[@]}"  # Вывести содержимое массива после каждого прохода.
echo
let "count += 1"                # Увеличить счетчик проходов.

done                            # Конец внешнего цикла

exit 0

--

Можно ли вложить один массив в другой?

#!/bin/bash
# Вложенный массив.

# Автор: Michael Zick.

AnArray=( $(ls --inode --ignore-backups --almost-all \
        --directory --full-time --color=none --time=status \
        --sort=time -l ${PWD} ) )  # Команды и опции.

# Пробелы важны . . .

SubArray=( ${AnArray[@]:11:1}  ${AnArray[@]:6:5} )
# Массив имеет два элемента, каждый из которых, в свою очередь, является массивом.

echo "Текущий каталог и дата последнего изменения:"
echo "${SubArray[@]}"

exit 0


--

Вложенные массивы, в комбинации с косвенными ссылками, предоставляют в распоряжение программиста ряд замечательных возможностей

Пример 25-7. Вложенные массивы и косвенные ссылки

#!/bin/bash
# embedded-arrays.sh
# Вложенные массивы и косвенные ссылки.

# Автор: Dennis Leeuw.
# Используется с его разрешения.
# Дополнен автором документа.


ARRAY1=(
        VAR1_1=value11
        VAR1_2=value12
        VAR1_3=value13
)

ARRAY2=(
        VARIABLE="test"
        STRING="VAR1=value1 VAR2=value2 VAR3=value3"
        ARRAY21=${ARRAY1[*]}
)       # Вложение массива ARRAY1 в массив ARRAY2.

function print () {
        OLD_IFS="$IFS"
        IFS=$'\n'       #  Вывод каждого элемента массива
                        #+ в отдельной строке.
        TEST1="ARRAY2[*]"
        local ${!TEST1} # Посмотрите, что произойдет, если убрать эту строку.
        #  Косвенная ссылка.
        #  Позволяет получить доступ к компонентам $TEST1
        #+ в этой функции.


        #  Посмотрим, что получилось.
        echo
        echo "\$TEST1 = $TEST1"       #  Просто имя переменной.
        echo; echo
        echo "{\$TEST1} = ${!TEST1}"  #  Вывод на экран содержимого переменной.
                                      #  Это то, что дает
                                      #+ косвенная ссылка.
        echo
        echo "-------------------------------------------"; echo
        echo


        # Вывод переменной
        echo "Переменная VARIABLE: $VARIABLE"

        # Вывод элементов строки
        IFS="$OLD_IFS"
        TEST2="STRING[*]"
        local ${!TEST2}      # Косвенная ссылка (то же, что и выше).
        echo "Элемент VAR2: $VAR2 из строки STRING"

        # Вывод элемента массива
        TEST2="ARRAY21[*]"
        local ${!TEST2}      # Косвенная ссылка.
        echo "Элемент VAR1_1: $VAR1_1 из массива ARRAY21"
}

print
echo

exit 0

--

С помощью массивов, на языке командной оболочки, вполне возможно реализовать алгоритм Решета Эратосфена. Конечно же -- это очень ресурсоемкая задача. В виде сценария она будет работать мучительно долго, так что лучше всего реализовать ее на каком либо другом, компилирующем, языке программирования, таком как C.

Пример 25-8. Пример реализации алгоритма Решето Эратосфена

#!/bin/bash
# sieve.sh

# Решето Эратосфена
# Очень старый алгоритм поиска простых чисел.

# Этот сценарий выполняется во много раз медленнее
# чем аналогичная программа на C.

LOWER_LIMIT=1       # Начиная с 1.
UPPER_LIMIT=1000    # До 1000.
# (Вы можете установить верхний предел и выше...  если вам есть чем себя занять.)

PRIME=1
NON_PRIME=0

declare -a Primes
# Primes[] -- массив.


initialize ()
{
# Инициализация массива.

i=$LOWER_LIMIT
until [ "$i" -gt "$UPPER_LIMIT" ]
do
  Primes[i]=$PRIME
  let "i += 1"
done
# Все числа в заданном диапазоне считать простыми,
# пока не доказано обратное.
}

print_primes ()
{
# Вывод индексов элементов массива Primes[], которые признаны простыми.

i=$LOWER_LIMIT

until [ "$i" -gt "$UPPER_LIMIT" ]
do

  if [ "${Primes[i]}" -eq "$PRIME" ]
  then
    printf "%8d" $i
    # 8 пробелов перед числом придают удобочитаемый табличный вывод на экран.
  fi

  let "i += 1"

done

}

sift () # Отсеивание составных чисел.
{

let i=$LOWER_LIMIT+1
# Нам известно, что 1 -- это простое число, поэтому начнем с 2.

until [ "$i" -gt "$UPPER_LIMIT" ]
do

if [ "${Primes[i]}" -eq "$PRIME" ]
# Не следует проверять вторично числа, которые уже признаны составными.
then

  t=$i

  while [ "$t" -le "$UPPER_LIMIT" ]
  do
    let "t += $i "
    Primes[t]=$NON_PRIME
    # Все числа, которые делятся на $t без остатка, пометить как составные.
  done

fi

  let "i += 1"
done


}


# Вызов функций.
initialize
sift
print_primes
# Это называется структурным программированием.

echo

exit 0



# ----------------------------------------------- #
# Код, приведенный ниже, не исполняется из-за команды exit, стоящей выше.

# Улучшенная версия, предложенная Stephane Chazelas,
# работает несколько быстрее.

# Должен вызываться с аргументом командной строки, определяющем верхний предел.

UPPER_LIMIT=$1                  # Из командной строки.
let SPLIT=UPPER_LIMIT/2         # Рассматривать делители только до середины диапазона.

Primes=( '' $(seq $UPPER_LIMIT) )

i=1
until (( ( i += 1 ) > SPLIT ))  # Числа из верхней половины диапазона могут не рассматриваться.
do
  if [[ -n $Primes[i] ]]
  then
    t=$i
    until (( ( t += i ) > UPPER_LIMIT ))
    do
      Primes[t]=
    done
  fi
done
echo ${Primes[*]}

exit 0

Сравните этот сценарий с генератором простых чисел, не использующим массивов, Пример A-18.

--

Массивы позволяют эмулировать некоторые структуры данных, поддержка которых в Bash не предусмотрена.

Пример 25-9. Эмуляция структуры "СТЕК" ("первый вошел -- последний вышел")

#!/bin/bash
# stack.sh: Эмуляция структуры "СТЕК" ("первый вошел -- последний вышел")

#  Подобно стеку процессора, этот "стек" сохраняет и возвращает данные по принципу
#+ "первый вошел -- последний вышел".

BP=100            # Базовый указатель на массив-стек.
                  # Дно стека -- 100-й элемент.

SP=$BP            # Указатель вершины стека.
                  # Изначально -- стек пуст.

Data=             #  Содержимое вершины стека.
                  #  Следует использовать дополнительную переменную,
                  #+ из-за ограничений на диапазон возвращаемых функциями значений.

declare -a stack


push()            # Поместить элемент на вершину стека.
{
if [ -z "$1" ]    # А вообще, есть что помещать на стек?
then
  return
fi

let "SP -= 1"     # Переместить указатель стека.
stack[$SP]=$1

return
}

pop()                    # Снять элемент с вершины стека.
{
Data=                    # Очистить переменную.

if [ "$SP" -eq "$BP" ]   # Стек пуст?
then
  return
fi                       #  Это предохраняет от выхода SP за границу стека -- 100,

Data=${stack[$SP]}
let "SP += 1"            # Переместить указатель стека.
return
}

status_report()          # Вывод вспомогательной информации.
{
echo "-------------------------------------"
echo "ОТЧЕТ"
echo "Указатель стека SP = $SP"
echo "Со стека был снят элемент \""$Data"\""
echo "-------------------------------------"
echo
}


# =======================================================
# А теперь позабавимся.

echo

# Попробуем вытолкнуть что-нибудь из пустого стека.
pop
status_report

echo

push garbage
pop
status_report     # Втолкнуть garbage, вытолкнуть garbage.

value1=23; push $value1
value2=skidoo; push $value2
value3=FINAL; push $value3

pop              # FINAL
status_report
pop              # skidoo
status_report
pop              # 23
status_report    # Первый вошел -- последний вышел!

#  Обратите внимание как изменяется указатель стека на каждом вызове функций push и pop.

echo
# =======================================================


# Упражнения:
# -----------

# 1)  Измените функцию "push()" таким образом,
#   + чтобы она позволяла помещать на стек несколько значений за один вызов.

# 2)  Измените функцию "pop()" таким образом,
#   + чтобы она позволяла снимать со стека несколько значений за один вызов.

# 3)  Попробуйте написать простейший калькулятор, выполняющий 4 арифметических действия?
#   + используя этот пример.

exit 0

--

Иногда, манипуляции с "индексами" массивов могут потребовать введения переменных для хранения промежуточных результатов. В таких случаях вам предоставляется лишний повод подумать о реализации проекта на более мощном языке программирования, например Perl или C.

Пример 25-10. Исследование математических последовательностей

#!/bin/bash

# Пресловутая "Q-последовательность" Дугласа Хольфштадтера *Douglas Hofstadter):

# Q(1) = Q(2) = 1
# Q(n) = Q(n - Q(n-1)) + Q(n - Q(n-2)), для n>2

# Это "хаотическая" последовательность целых чисел с непредсказуемым поведением.
# Первые 20 членов последовательности:
# 1 1 2 3 3 4 5 5 6 6 6 8 8 8 10 9 10 11 11 12

# См. книгу Дугласа Хольфштадтера, "Goedel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid",
# p. 137, ff.


LIMIT=100     # Найти первые 100 членов последовательности
LINEWIDTH=20  # Число членов последовательности, выводимых на экран в одной строке

Q[1]=1        # Первые два члена последовательности равны 1.
Q[2]=1

echo
echo "Q-последовательность [первые $LIMIT членов]:"
echo -n "${Q[1]} "             # Вывести первые два члена последовательности.
echo -n "${Q[2]} "

for ((n=3; n <= $LIMIT; n++))  # C-подобное оформление цикла.
do   # Q[n] = Q[n - Q[n-1]] + Q[n - Q[n-2]]  для n>2
# Это выражение необходимо разбить на отдельные действия,
# поскольку Bash не очень хорошо поддерживает сложные арифметические действия над элементами массивов.

  let "n1 = $n - 1"        # n-1
  let "n2 = $n - 2"        # n-2

  t0=`expr $n - ${Q[n1]}`  # n - Q[n-1]
  t1=`expr $n - ${Q[n2]}`  # n - Q[n-2]

  T0=${Q[t0]}              # Q[n - Q[n-1]]
  T1=${Q[t1]}              # Q[n - Q[n-2]]

Q[n]=`expr $T0 + $T1`      # Q[n - Q[n-1]] + Q[n - Q[n-2]]
echo -n "${Q[n]} "

if [ `expr $n % $LINEWIDTH` -eq 0 ]    # Если выведено очередные 20 членов в строке.
then   # то
  echo # перейти на новую строку.
fi

done

echo

exit 0

# Этот сценарий реализует итеративный алгоритм поиска членов Q-последовательности.
# Рекурсивную реализацию, как более интуитивно понятную, оставляю вам, в качестве упражнения.
# Внимание: рекурсивный поиск членов последовательности будет занимать *очень* продолжительное время.

--

Bash поддерживает только одномерные массивы, но, путем небольших ухищрений, можно эмулировать многомерные массивы.

Пример 25-11. Эмуляция массива с двумя измерениями

#!/bin/bash
# Эмуляция двумерного массива.

# Второе измерение представлено как последовательность строк.

Rows=5
Columns=5

declare -a alpha     # char alpha [Rows] [Columns];
                     # Необязательное объявление массива.

load_alpha ()
{
local rc=0
local index


for i in A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y
do
  local row=`expr $rc / $Columns`
  local column=`expr $rc % $Rows`
  let "index = $row * $Rows + $column"
  alpha[$index]=$i   # alpha[$row][$column]
  let "rc += 1"
done

# Более простой вариант
#   declare -a alpha=( A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y )
# но при таком объявлении второе измерение массива завуалировано.
}

print_alpha ()
{
local row=0
local index

echo

while [ "$row" -lt "$Rows" ]   # Вывод содержимого массива построчно
do

  local column=0

  while [ "$column" -lt "$Columns" ]
  do
    let "index = $row * $Rows + $column"
    echo -n "${alpha[index]} "  # alpha[$row][$column]
    let "column += 1"
  done

  let "row += 1"
  echo

done

# Более простой эквивалент:
#   echo ${alpha[*]} | xargs -n $Columns

echo
}

filter ()     # Отфильтровывание отрицательных индексов.
{

echo -n "  "

if [[ "$1" -ge 0 &&  "$1" -lt "$Rows" && "$2" -ge 0 && "$2" -lt "$Columns" ]]
then
    let "index = $1 * $Rows + $2"
    echo -n " ${alpha[index]}"  # alpha[$row][$column]
fi

}

rotate ()  # Поворот массива на 45 градусов
{
local row
local column

for (( row = Rows; row > -Rows; row-- ))  # В обратном порядке.
do

  for (( column = 0; column < Columns; column++ ))
  do

    if [ "$row" -ge 0 ]
    then
      let "t1 = $column - $row"
      let "t2 = $column"
    else
      let "t1 = $column"
      let "t2 = $column + $row"
    fi

    filter $t1 $t2   # Отфильтровать отрицательный индекс.
  done

  echo; echo

done

# Поворот массива выполнен на основе примеров (стр. 143-146)
# из книги "Advanced C Programming on the IBM PC", автор Herbert Mayer
# (см. библиографию).

}


#-----------------------------------------------------#
load_alpha     # Инициализация массива.
print_alpha    # Вывод на экран.
rotate         # Повернуть на 45 градусов против часовой стрелки.
#-----------------------------------------------------#


# Упражнения:
# -----------
# 1)  Сделайте инициализацию и вывод массива на экран
#   + более простым и элегантным способом.
#
# 2)  Объясните принцип работы функции rotate().

exit 0

По существу, двумерный массив эквивалентен одномерному, с тем лишь различием, что для индексации отдельных элементов используются два индекса -- "строка" и "столбец".

Более сложный пример эмуляции двумерного массива вы найдете в Пример A-11.



  Закладки на сайте
  Проследить за страницей
Created 1996-2017 by Maxim Chirkov  
ДобавитьРекламаВебмастеруГИД  
Hosting by Ihor