Решим следующую задачу. Массив заполняется случайным набором целых чисел. Нужно определить, сколько раз данное целое число входит в этот массив.

Сначала несколько слов о случайных числах. Все себе представляют игральный кубик, имеющий шесть граней. При каждом бросании кубика выпадение какого-то числа есть случайное событие. С равной вероятностью может выпасть любое число от 1 до 6. Результат бросания кубика - это случайное число. А теперь представьте себе кубик с 10-ю гранями. Правда, кубиком его можно назвать только условно. Это - десятигранник, на каждой грани которого нанесены числа от 1 до 10. Результат бросания такого "кубика" - случайное число в диапазоне от 1 до 10. При розыгрыше лотереи из вращающегося барабана достают пронумерованные шары. Выпавший номер шара - случайное число.

В языках программирования, как правило, имеется аналог подобного "кубика" или лототрона, позволяющий получать случайные числа. Он называется датчиком случайных чисел. Это стандартная функция. В Паскале она записывается так: random (X) . Здесь X - целое число. При выполнении функции ее результатом становится целое число в диапазоне от 0 до X. Например, если X = 50, то в результате можем получить любое целое число от 0 до 50.

Приведем программу, которая демонстрирует работу датчика случайных чисел на Паскале:

Program Example;
var I: integer;
begin
for I:=l to 10 do
    write(random(50):4)
end.

По этой программе на экран выводится десять случайных чисел из диапазона от 0 до 50. Вот результат тестового выполнения этой программы:

0      3      17      20      27      7      31      16      37      42

А теперь вернемся к условию задачи. Получающиеся с помощью датчика случайные числа "раскладываются" по элементам массива. Назовем массив Rand, а число элементов в нем пусть будет равно 20. Искомое число будет вводиться в переменную X.

На рис. 3.14 приведена блок-схема алгоритма поиска в массиве Rand величины X с подсчетом числа его вхождений в массив в переменной NumberX.

Рис. 3.14. Подсчет вхождений числа в массив

Обратите внимание на блок, отображающий цикл с параметром. Он имеет форму вытянутого шестиугольника. В блоке записывается параметр цикла (переменная I), начальное и конечное значения параметра через запятую (:=1, 20).

Переменная NumberX играет роль счетчика. Вначале ей присваивается ноль. Затем в цикле происходит перебор всех элементов массива, и при каждом выполнении условия равенства к счетчику добавляется единица. Так всегда организуются счетчики в программах! В результате выполнения программы на экран будет выведен один из двух вариантов ответа: либо сообщение, что в массиве нет искомого числа, либо сообщение о том, сколько раз это число присутствует в массиве, если оно там обнаружено.

Напишем программу на Паскале, содержащую как заполнение массива случайными числами, так и алгоритм, описанный в блок-схеме на рис. 3.14.

Program Example2;
var Rand: array[1..20] of integer;
     I, X, NumberX : integer,
     begin
     {Установка датчика случайных чисел}
     Randomize;
     {Заполнение массива случайными числами и вывод их на экран}
     writeln( 'Массив случайных чисел: ')
     for I:=l to 20 do
     begin
         Rand[I]:=random(50); Write(Rand[I]:4)
     end;
     writeln;
     {Ввод X}
     write ( 'Введите X: ')); Readln(X);
     {Подсчет числа вхождений X в массив}
     NumberX:=0;
     for I:=l to 20 do
     if Rand(I)=X then NumberX:=NumberX+l;
     {Анализ и вывод результата}
     if NumberX=0
     then writeln('В массиве нет числа r,X)
     else writeln( 'Число ',Х,' в массиве присутствует ',NumberX,' раз')
end.

В этой программе присутствует еще один новый для нас оператор: Randomize. Это стандартная процедура Паскаля, которая производит установку начального состояния датчика случайных чисел. Дело в том, что без этого оператора функция random при многократном повторении выполнения программы всегда будет выдавать одну и ту же последовательность чисел. Процедура Randomize случайным образом устанавливает начальное состояние датчика. Поэтому при повторном выполнении программы будут получаться разные наборы случайных чисел.

Посмотрите на результаты выполнения этой программы. Первое выполнение:

Массив случайных чисел:
5     44     0     41     29     12     1     39     32     25     17     31     44     5     5     16     29     10     13     34
Введите X: 5
Число 5 в массиве присутствует 3 раз

Жирным шрифтом обозначено вводимое с клавиатуры значение. Все остальные символы выводятся на экран по программе. Второе выполнение программы:

Массив случайных чисел:
41     33     26     26     33     11     19     38     29     4     31     20     6     32     39     21     28     40     7     19
Введите X: 2
В массиве нет числа 2

1. Придумайте свои способы получения случайных чисел.

2. Какие значения может принимать целая переменная Y, если в программе записано: Y:=10+random(5)?

3. Как, используя функцию random(X), можно получать числа в диапазонах: от 1 до 10, от -10 до +10, от 50 до 100?

4. Введите в компьютер программу Example2. Выполните программу, получите результаты.

5. Составьте программу заполнения массива из 100 чисел случайными значениями из диапазона от -20 до 20. Подсчитайте в этом массиве количество положительных и количество отрицательных значений.

6. Заполните случайными числами в диапазоне от 1 до 5 два массива: А[1:20] и B[1:20]. Найдите и выведите на экран только те элементы этих массивов, значения которых совпадают. Например, если А[2] = В[2] = 4, то на экран надо вывести:

Номер: 2 значение: 4

Если таких совпадений нет, то вывести на экран сообщение об этом.