Introducción

La creación y manipulación de arreglos unidimensionales y multidimensionales constituye un aspecto fundamental en la programación, ya que permite organizar y gestionar diferentes tipos de datos como cadenas, valores enteros y valores reales. Este tema es básico en cualquier lenguaje de programación y resulta indispensable para quienes se inician en el área. En este caso se emplea el lenguaje C como ejemplo, aunque los conceptos de arreglos pueden extrapolarse a otros lenguajes con los mismos resultados.

Una propiedad importante de los arreglos es que permiten manipular una gran cantidad de datos contiguos y homogéneos, lo que los convierte en una estructura de datos fundamental para inteligencia artificial (IA) y machine learning; por lo tanto, estos conceptos son útiles y fundamentales para personas interesadas en programación y para personas interesadas en ciencia de datos e inteligencia artificial.

Arreglo unidimensional

Para declarar un arreglo unidimensional de cinco elementos enteros, la sintaxis es la siguiente:

int arr[5];

Para acceder a un elemento específico en un arreglo unidimensional, se utiliza el índice del elemento. Por ejemplo, en un arreglo unidimensional A, un elemento en la posición 3 se accede como A[2] (recordar que el índice inicia en 0; por lo tanto, el tercer elemento está en la posición 2). La siguiente imagen muestra una representación en memoria de un arreglo unidimensional.

#include<stdio.h>
int main(){
    // Se declara un arreglo ligado
    short nums[] = {5,4,3,2,1}, cont;
    // Se recorre el arreglo creado
    for (cont = 0; cont < 5 ; cont++)
        // Se imprime cada dirección de memoria del arreglo
        printf("%p\n", &nums[cont]);
        // El símbolo "&" indica la referencia a la dirección de memoria
  return 0;
}

Ejemplo de salida:

0x7ff7b038402e
0x7ff7b0384030
0x7ff7b0384032
0x7ff7b0384034
0x7ff7b0384036

Nota: El compilador de lenguaje C puede emitir advertencias y errores al compilar un programa. Recuerda que una advertencia no impide la generación del ejecutable (.exe o .out), pero un error sí lo hace; sin embargo, trata de atender todas las advertencias que marca el compilador, para evitar errores en tiempo de ejecución.

También es posible declarar un arreglo con un tamaño definido en tiempo de ejecución. Este tipo de arreglo también es contiguo:

#include <stdio.h>
int main(){
    int size = 0;
    printf("Ingresa el tamaño del arreglo: ");
    scanf("%d", &size);
    int arr[size];
    for (int cont=0; cont<size; cont++)
        printf("%p\n", &arr[cont]);
    return 0;
}

Ejemplo de salida:

Ingresa el tamaño del arreglo: 5
0x7ff7b86b1fd0
0x7ff7b86b1fd4
0x7ff7b86b1fd8
0x7ff7b86b1fdc
0x7ff7b86b1fe0

En lenguaje C, las cadenas se deben almacenar en arreglos; así, una oración se tiene que guardar como un arreglo de caracteres. Para manejar una cadena se usa el especificador de formato %s (tanto para leer como para imprimir el valor).

Las palabras se leen con la función scanf, mientras que las oraciones se leen con la función gets. Cuando se está leyendo de teclado es recomendable borrar el buffer para evitar que se queden caracteres en el buffer de entrada. Para limpiar el buffer se pueden usar las funciones fflush o setbuf. A continuación, se muestra un ejemplo:

#include <stdio.h>
#define SIZE 20
int main(){
    char cad[SIZE];
    printf("Ingresar palabra: ");
    scanf("%s", cad);
    getchar();
    printf("%s\n", cad);
    fflush(stdin);
    printf("Ingresar oración: ");
    gets(cad);
    getchar();
    printf("%s\n", cad);
    fflush(stdin);
    return 0;
}

Ejemplo de salida:

Ingresar palabra: lee palabra
lee
warning: this program uses gets(), which is unsafe.
Ingresar oración: lee oración
lee oración

Como se puede observar en la salida anterior, scanf lee sólo una palabra; sin embargo, de no haberse limpiado el buffer, la palabra 'palabra' se habría quedado y la función gets la habría leído. A veces scanf o gets no logra detener la ejecución del programa; para ello, se puede ayudar con un getchar(); por eso se agrega después de la lectura de datos.

Arreglo multidimensional

Para definir arreglos multidimensionales se debe seguir la siguiente lógica: cada dimensión está definida por un par de corchetes de apertura y cierre; así, si se tienen dos pares de corchetes se está definiendo el arreglo bidimensional; si se tienen tres pares de corchetes se está definiendo un arreglo tridimensional y así sucesivamente. La siguiente imagen muestra una representación en memoria de un arreglo tridimensional.

Código de un arreglo tridimensional:

#include<stdio.h>
#define P 4
#define R 3
#define C 2
int main(){
    short plano, renglon, columna;
    float nums[P][R][C];
    printf("Arreglo tridimensional\n");
    for (plano = 0; plano < P; plano++){
        printf("Plano %d\n", plano+1);
        for (renglon = 0; renglon < R; renglon++){
            for (columna = 0; columna < C; columna++){
                printf("%p\t", &nums[renglon][columna]);
            }
            printf("\n");
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

Ejemplo de salida:

Arreglo tridimensional
Plano 1
0x7ff7bc752fd0  0x7ff7bc752fd8
0x7ff7bc752fe8  0x7ff7bc752ff0
0x7ff7bc753000  0x7ff7bc753008

Plano 2
0x7ff7bc752fd0  0x7ff7bc752fd8
0x7ff7bc752fe8  0x7ff7bc752ff0
0x7ff7bc753000  0x7ff7bc753008

Plano 3
0x7ff7bc752fd0  0x7ff7bc752fd8
0x7ff7bc752fe8  0x7ff7bc752ff0
0x7ff7bc753000  0x7ff7bc753008

Plano 4
0x7ff7bc752fd0  0x7ff7bc752fd8
0x7ff7bc752fe8  0x7ff7bc752ff0
0x7ff7bc753000  0x7ff7bc753008