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.
# "Дыркм" 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
 |
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[${#array[*]}]="новый элемент"
# Спасибо S.C.
Операция подстановки команд
-- array=( element1 element2 ... elementN
), позволяет загружать содержимое текстовых
файлов в массивы.
#!/bin/bash
filename=sample_file
# cat sample_file
#
# 1 a b c
# 2 d e fg
declare -a array1
array1=( `cat "$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.