Mehrdimensionale Arrays

Beschreibung am Beispiel | Umsetzung: So geht es nicht! | Array von Referenzen auf anonyme Arrays | Array von Referenzen auf Arrays

Mehrdimensionale Arrays

Beschreibung am Beispiel

Vorwiegend werden zweidimensionale Arrays verwendet. Daher bleiben auch wir hier in der zweiten Dimension ...

In der Mathematik gibt es den Begriff der Matrix. Eine Matrix ist ein zwei-dimensionales Array. Man betrachtet meherere Zeilen gleicher Länge, in der z. B. Zahlen stehen:

      /        \
     |  1 17  5 |
     |  3  6 11 |
A = | 10 77 20 |; A_2,3=11; A_1,3=5; etc.
     | 13  7  2 |
      \        /

Das wäre jetzt ein Beispiel für eine Matrix mit 4 Zeilen und 3 Spalten - eine sog. (4x3)-Matrix. (Statt der vier senkrechten Striche und die Schrägstriche links und rechts schreibt man normalerweise jeweils eine große runde Klammer.) Will man den Eintrag in der i-ten Zeile und der j-ten Spalte ansprechen, so schreibt man A_i,j. A_2,3 wäre dann der Wert 11.

Umsetzung: So geht es nicht!

Es geht nicht so:

@Zeile0=(1, 2, 3, 4);
@Zeile1=(5, 6, 7, 8);
@Zeile2=(9, 0, 1, 2);

@A=(@Zeile0, @Zeile1, @Zeile2)

print "@A\n\n";

# oder so:

@A=((1, 2, 3, 4),
(5, 6, 7, 8),
(9, 0, 1, 2));

print "@A\n";

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2

Perl hängt die Arrays einfach hintereinander und macht daraus ein Array. Ein Array ist eben nur für skalare Daten geschaffen.

Also die Sache mit dem Konstrukt Arrays von weiteren Arrays - wie es in vielen anderen Programmiersprachen gelöst ist - kann man nicht verwenden, um ein zweidimensionales Array zu bauen!

Stattdessen muss man hier einen "Umweg" gehen: Man arbeitet mit einem Array von Referenzen auf Arrays. Das funktioniert, da Referenzen skalare Daten sind:

Array von Referenzen auf anonyme Arrays

Eigentlich ist das nichts neues. Auf den Seiten vorher haben wir bereits Referenzen und anonyme Arrays kennengelernt - interessant wird es nur, wie man auf ein zweidimensionales Array zugreift:

@A=( [1, 2, 3, 4],
     [5, 6, 7, 8],
     [9, 0, 1, 2] );

print ${$A[1]}[2]."\n\n";
print "@{$A[0]}\n\n";

foreach $ref (@A) {
  print join(", ", @$ref)."\n";
}

7

1 2 3 4

1, 2, 3, 4
5, 6, 7, 8
9, 0, 1, 2

Und das fällt auf:

Die Zuweisung der anonymen Arrays an ein Array geschieht recht intuitiv. Jede Zeile ist mit rechteckigen Klammern gekennzeichnet; die Einträge pro Zeile und die Zeilen selbst sind durch Kommatas getrennt.
Der Zugriff auf die einzelnen Zeilen ist möglich - leider etwas komplizierter - aber trotzdem plausibel (s. u.).
Der Zugriff auf einzelne Einträge ist ebenfalls recht einfach möglich.

Das Array @A enthält Referenzen (Speicheradressen) auf Arrays! $A[0] ist also eine Referenz auf das anonyme Array [1, 2, 3, 4]. Um an den Inhalt des Arrays heranzukommen, ist es nötig zu dereferenzieren: @{$A[0]}. Perl würde ohne den Klammern versuchen $A zu derefernzieren. Durch die Klammerung bezieht sich Perl auf $A[0] - was wir ja wollen. Analog ist die Dereferenzierung, wenn man auf einzelne Elemente des zweidimensionalen Arrays zugreifen will: ${$A[1]}[2].

Mit der foreach-Schleife wird hier ganz normal das Array abgearbeitet - nur dass man eben mit Referenzen zurückbekommt: Als erstes die Referenz auf das anonyme Array [1, 2, 3, 4], als nächstes die Referenz auf [5, 6, 7, 8] und schließlich noch die Referenz auf [9, 0, 1, 2]. Und wie man mit einer Referenz auf ein Array verfährt, kennen wir ja schon von früher.

Array von Referenzen auf Arrays

Eigentlich ist ein Array von Referenzen auf Arrays nichts anderes als oben. Der einzige Unterschied ist der, dass statt anonyme Arrays ganz normale Arrays verwendet werden. Das heißt ganz einfach, dass die Arrays, auf die die Referenzen zeigen mit Variable vorhanden - eben nicht anonym - sind.

@Z1=('arno', 'bert', 'dino');
@Z2=('emil', 'franz', 'gert');
@Z3=('hans');

@A=(\@Z1, \@Z2, \@Z3);

print ${$A[1]}[2]."\n\n";
print "@{$A[0]}\n\n";

foreach $ref (@A) {
print join(", ", @$ref)."\n";
}

Das fällt auf:

Die Arrays existieren explizit - wie schon gesagt.
Die Arrays müssen nicht gleich lang sein!
Der Zugriff auf @A ist genauso wie oben - was ja zu erwarten war.

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Perl, Lehrstuhl Mathe II, Uni Bayreuth