第四章數(shù)組與結(jié)構(gòu)體

1、第 1 章 數(shù)組和結(jié)構(gòu)體本章目標(biāo) 掌握數(shù)組定義的規(guī)則。 掌握數(shù)組的初始化方法及數(shù)組元素的引用。 掌握有關(guān)數(shù)組的基本算法。 掌握字符串處理函數(shù)的應(yīng)用。 掌握結(jié)構(gòu)體定義和使用的規(guī)則 學(xué)會(huì)使用 VC+6.0 開發(fā)環(huán)境中的 Debug調(diào)試功能：?jiǎn)尾?執(zhí)行、設(shè)置斷點(diǎn)、觀察變量值。授 課 內(nèi) 容 4.1 數(shù)組 4.2 字符型數(shù)組和字符串處 理庫(kù)函數(shù)4.3 結(jié)構(gòu)體類型4.4 數(shù)組和結(jié)構(gòu)體 4.5 構(gòu)體嵌套 程序設(shè)計(jì)舉例調(diào)試技術(shù)4.1 、數(shù)組 迄今為止，我們使用的都是屬于 基本類型 （整 型、字符型、實(shí)型 ）的數(shù)據(jù)， c語言還提供了 構(gòu)造類型的數(shù)據(jù)，它們 有：數(shù)組類型、結(jié)構(gòu)體類型、共用體類型 。構(gòu)造類型數(shù)據(jù)是

2、由基本類 型數(shù)據(jù)按一定規(guī)則組成的，因此有的書稱它們?yōu)椤皩?dǎo)出類型”。 問題的引出：實(shí)際應(yīng)用的程序設(shè)計(jì)中， 只用幾個(gè)變量的情況是極少的； 更多的 情況是處理大批量的相同類型或不同類型的數(shù)據(jù)。 相同類型數(shù)據(jù)舉例：統(tǒng)計(jì)交大 15，000 學(xué)生英語 4 級(jí)統(tǒng)考成績(jī)； 不同類型數(shù)據(jù)舉例：管理交大 15，000 學(xué)生學(xué)籍信息記錄，包括：姓 名、學(xué)號(hào)、出生日期、班級(jí)、各科成績(jī)等。用什么樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述這類應(yīng)用更簡(jiǎn)潔？ 一維數(shù)組例 如 ： in t a r r a y 1 0 ;常用于處理大批量數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)特點(diǎn)：存在內(nèi)在聯(lián)系； 數(shù)組具有相同數(shù)據(jù)類型的變量集合； 這些變量都有相同名字，但下標(biāo)不同； 稱這些變量為

3、數(shù)組元素； 只有一個(gè)下標(biāo)一維數(shù)組； 有兩個(gè)下標(biāo)二維數(shù)組。一維數(shù)組定義 數(shù)組 是具有一定順序關(guān)系的若干變量的 集合體，組成數(shù)據(jù)的變量稱為該數(shù)組的元素變量，簡(jiǎn)稱 元素 。 一維數(shù)組的定義方式為 : 例如： int a 10; 它表示數(shù)組名為 a，此數(shù)組有 10 個(gè)元素。說明：(1) 數(shù)組名定名規(guī)則 和變量名相同，遵循標(biāo)識(shí)符定名規(guī)則。(2) 數(shù)組名后是用方括弧括起來的常量表達(dá)式，不能用 圓括弧 ， 下面用法不對(duì)： int a(10);(3) 方括弧括中的下標(biāo)表示元素在數(shù)組中的位置。 C 語言的下標(biāo)從 0， 必須是整型變量或常量。(4) 編譯系統(tǒng)處理數(shù)組說明語句時(shí)，為它在內(nèi)存中分配一定的存儲(chǔ) 空間，數(shù)

4、組在內(nèi)存中存儲(chǔ)時(shí)，是按下標(biāo)遞增的順序連續(xù)存儲(chǔ)各 元素的值的。一維數(shù)組的初始化 (1) 在定義數(shù)組時(shí)對(duì)數(shù)組元素賦 以初值。例如 :int a 10=0 ，1，2，3，4，5，6，7，8，9;(2) 可以只給一部分元素賦值。例如 :int a 10=0 ，1，2，3，4;定義 a 數(shù)組有 10 個(gè)元素，但花括弧內(nèi)只提供 5 個(gè)初值，這表示只給 前面 5 個(gè)元素賦初值，后 5個(gè)元素值為 0。(3) 如果想使一個(gè)數(shù)組中全部元素值為 0，可以寫成int a 10=0 ，0， 0，0，0，0，0，0， 0， 0;不能寫成int a 10=0*10;這是與 FORTRA語N 言不同的，不能給數(shù)組整體賦初值。

5、(4) 在對(duì)全部數(shù)組元素賦初值時(shí)，可以不指定數(shù)組長(zhǎng)度。例如 :int a 5=1 ，2，3，4，5;可以寫成 int a =1，2，3，4，5;在第二種寫法中， 花括弧中有 5 個(gè)數(shù)，系統(tǒng)就會(huì)據(jù)此自動(dòng)定義 a 數(shù)組 的長(zhǎng)度為 5。A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 例： int A5; 在內(nèi)存存儲(chǔ)如圖 數(shù)組的首地址是數(shù)組名 A 數(shù)組的首地址也是第一個(gè)元素的地址 &A0 C語言中，數(shù)組的整體不能參加數(shù)據(jù)處理，參加處理的只能是數(shù)組中 的元素變量。所以要對(duì)數(shù)組進(jìn)行 初始化 。例如： int data5=,4,8,; 賦值如圖例 4-1 題目：給一維數(shù)組 x 輸入 10個(gè)整數(shù)，找出 x 數(shù)

6、組中的最大 數(shù)和最小數(shù)。算法分析：1、假設(shè)數(shù)組中第 1 個(gè)元素最大，令 xmax=a02、將 ai (0<= i < n )與 max進(jìn)行比較， 若 ai < xmax ， i=i+1 ，再執(zhí)行 2 否則，令 xmax=ai ，i=i+1 ，再執(zhí)行 23、循環(huán)結(jié)束，求出最大元素并輸出 max。輸 入 2 1 7 3 12 4 9 輸 出 m ax=12#include <iostream.h>int main() int array7; cout<<"Please input an array with seven elements: &qu

7、ot;<<endl;for(int i=0; i<7; i+) cin>>arrayi;int big = array0;for(int j=0; j<7; j=j+1) if(arrayj>big) big = arrayj;cout<<"max="<<big<<endl; return 0;二維數(shù)組 定義格式：<類型> <數(shù)組名><常量表達(dá)式>< 常量表達(dá)式2>例如，三個(gè)學(xué)生四門課程成績(jī)數(shù)據(jù)如下 :85 87 93 8886 90 95 8978

8、 91 82 95 利用二維數(shù)組存放這些數(shù)據(jù)更能表現(xiàn)數(shù)據(jù)之間相互聯(lián)系的特征。 每一 行數(shù)據(jù)表示該學(xué)生的各門課程的成績(jī)， 而每一列數(shù)據(jù)表示該門課程各 學(xué)生的成績(jī)。該數(shù)組定義為：int matrix34;二維數(shù)組存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 邏輯結(jié)構(gòu)：二維數(shù)組恰似一張表格（或矩陣） 。數(shù)組元素中的第一個(gè)下標(biāo)值表示 該元素在表格中的行號(hào)，第二個(gè)下標(biāo)為列號(hào)。 M33 具有如下邏輯 結(jié)構(gòu)：M00 M01 M02M10 M11 M12M20 M21 M22存貯結(jié)構(gòu)： 二維數(shù)組在內(nèi)存中按一維數(shù)組存放、 占據(jù)一片連續(xù)的 存貯單元；是“ 按行順序 ”在內(nèi)存中分配存貯單元。數(shù)組在內(nèi)存中 排列如下：m00 m 01m 02 m 10m

9、 11m 12m20 m 21m 22二維數(shù)組初始化 1按照二維數(shù)組元素的物理存儲(chǔ)次序給所有 或部分?jǐn)?shù)組元素提供數(shù)據(jù)值int score34= 85,87,93,88,86,90,95,89,78,91,82,95;/ 給數(shù)組 stu_score 每個(gè)元素都提供初值 float matrix23= 1.0,3.0;/ 僅為數(shù)組 matrix 的前個(gè)元素提供初值 2以行結(jié)構(gòu)方式提供各數(shù)據(jù)值 int score34= 85,87,93,88,86,90,95,89,78,91,82,95 ; 4.2 字符型數(shù)組 和字符串處理庫(kù)函數(shù) 字符串用雙引號(hào)括起來，例 如，” abc”； 用字符型數(shù)組存放字符

10、串，存放時(shí)，在有效字符后自動(dòng)加'0'；稱' 0'為空值，是字符串結(jié)束標(biāo)志； 有效字符的個(gè)數(shù)稱為字符串長(zhǎng)度。例如，” abc”的長(zhǎng)度為 3，但占 4 個(gè)字節(jié) （' 0'占一位） 。字符型數(shù)組的定義和初始化 char weekday 7= "MONDAY" char weekday 7= "MONDAY" 字符串的輸入與輸出char name20;cin>>name;cin.get(name, n);/ 第一個(gè)是字符數(shù)組變量， 第二個(gè)指定向這個(gè)變量 / 中讀入幾個(gè)字符 cout<<nam

11、e; 例 4-2字 符 串 的 輸 入 與 輸 出 #include<iostream.h>int main()char name120, name220;cout<<"Please input a namew ith blank(within 19 characters):"<<endl;cin.get(name1, 20);cout<<"Please input the name again"<<endl;cin>>name2;cout<<"Using fu

12、nction get, the name storing in the variable is: "<<name1<<endl;cout<<"Using operater <<, the name storing in thevariableis: "<<name2<<endl;return 0;字符串處理庫(kù)函數(shù) 需要添加 #include <string.h>stpcpy(): 字符串拷貝 ;strcat(): 字符串連接 ;strchr(): 在字符串中查找字符 ;strcmp

13、(): 字符串比較 ;strlen(): 求字符串長(zhǎng)度 ;strlwr(): 將字符串中的大寫字母轉(zhuǎn)換為小寫字母 ;strrev(): 反轉(zhuǎn)字符串 ;strstr(): 在字符串中查找另一個(gè)字符串 ;strupr(): 將字符串中的小寫字母轉(zhuǎn)換為大寫字母 ; 例 4-3 編寫一個(gè)用來計(jì)算字符串長(zhǎng)度的函數(shù) mystrlen() ，并 用主函數(shù)驗(yàn)證 算法分析：1) 設(shè)一個(gè)計(jì)數(shù)器變量 len=02) 從數(shù)組 slen 第一個(gè)元素開始進(jìn)行處理3) 若當(dāng)前的元素值 slen 非空( 0')，則 len+1 ，繼續(xù)執(zhí)行 3； 否則，退出循環(huán)。4) 打印結(jié)果 len #include <ios

14、tream.h>/ 計(jì)算字符串的長(zhǎng)度的函數(shù)int mystrlen(char string)int len = 0;while(stringlen!='0')len = len+1;return len;/ 測(cè)試計(jì)算字符串長(zhǎng)度的主函數(shù) int main()char string100;int len = 0;cout<<"Please input a string (within 99 characters): "<<endl;cin>>string;cout<<"The lengthof th

15、e string is ： "<<mystrlen(string)<<endl; return 0;輸 入 chin a輸 出 The length of th e str ing is： 54.3 結(jié)構(gòu)體類型 迄今為止，已介紹了基本類型 ( 或稱簡(jiǎn)單類型 )的變量 (如整型、實(shí)型、字符型變量 等) ，也介紹了一種構(gòu)造類型數(shù)據(jù) 數(shù)組，數(shù)組中的各元素是屬于同一個(gè)類型的。 但是只有這些數(shù)據(jù)類型是不夠的。 有時(shí)需要將 不同類型的數(shù)據(jù) 組合成 一個(gè)有機(jī)的整體， 以便于引用。 這些組合在一個(gè)整體中的數(shù)據(jù)是互相 聯(lián)系的。例如， 工人工資單：姓名、單位、編號(hào) 例如， 學(xué)生成

16、績(jī)單：學(xué)號(hào)、姓名、性別、各科成績(jī) 等 這些項(xiàng)都與某一學(xué)生相聯(lián)系 ?？梢钥吹叫詣e (sex) 、年齡 (age) 、成績(jī) (score) 、地址 (addr) 是屬于 學(xué)號(hào)為 10010和名為“ Li Fun ”的學(xué)生的。如果將 num、name、sex、age、score 、addr 分別定義為互相獨(dú)立的 簡(jiǎn)單變量，難以反映它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。例 職工工資單的層次結(jié)構(gòu)01 工資單02 工作部門 : 字符串 , 最大長(zhǎng)度為 10個(gè)字符02姓名: 字符串 , 最大長(zhǎng)度為 8 個(gè)字符02職務(wù)(含職稱、工種 ): 代碼, 0-9902參加工作時(shí)間03年份: 1900-205003月份: 1-1203日

17、 : 1-3102家庭情況03婚否 : 0- 否, 1- 是02崗位津貼 : 0-10000, 保留兩位小數(shù)02勞保福利 : 0-1000, 保留兩位小數(shù)02獨(dú)生子女費(fèi):0-10, 保留 兩位小數(shù)0-10000,保留兩位小數(shù)02電費(fèi) : 0-10000,保留兩位小數(shù)02水費(fèi) : 0-10000,保留兩位小數(shù)02取暖費(fèi): 0-1000,保留兩位小數(shù)02保育費(fèi): 0-1000,保留兩位小數(shù)02實(shí)發(fā)工資 : 0-10000, 保留兩位小數(shù)03是否雙職工 : 0- 否, 1- 是03獨(dú)生子女出生日期02 基本工資 : 0-10000, 保留兩位小數(shù)02 房 租 :4.3.1 結(jié)構(gòu)體類型的定義 結(jié)構(gòu)體作

18、為一種數(shù)據(jù)構(gòu)造類 型，在 C 語言程序中也許需要經(jīng)歷 定義 聲明調(diào)用 的過程。 結(jié)構(gòu)體是由不同的數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)組成的。 組成結(jié)構(gòu)體的每個(gè)數(shù) 據(jù)成為該結(jié)構(gòu)體的成員項(xiàng)簡(jiǎn)稱 成員 。在程序使用結(jié)構(gòu)體時(shí)， 首先要對(duì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行描述， 這稱為 結(jié)構(gòu)體的定義。st ruct 結(jié) 構(gòu)名 數(shù)據(jù)類 型 成員 名 1； 數(shù)據(jù)類型 成 員名 2； 數(shù) 據(jù)類型 成員 ；三種結(jié)構(gòu)體變量的聲明構(gòu)體類型變量。 例如，日期類型可以定義為struct dateint da_year;char da_mon; char da_day;struct student char name20; unsigned long number;

19、 float math;名 n ；float english;（ 1 ） fl先oa定t p義hy結(jié)si構(gòu)cs體; 類型，再定義結(jié) ;struct date yesterday, today, tomorrow;/ 說明了 3 個(gè)日期類型的變量： yesterday 、 today 和 tomorrow（2）定義類型的同時(shí)聲明變量。例如，struct dateint da_year;char da_mon;char da_day; yesterday, today, tomorrow;聲明了 3 個(gè)日期類型的變量： yesterday 、 today 和 tomorrow(3)直接定義結(jié)構(gòu)體類

20、型變量。例如，structint da_year;char da_mon;char da_day; yesterday, today, tomorrow; 不出現(xiàn)結(jié)構(gòu)體類型名。程序設(shè)計(jì)舉例 例 4-5 編寫一個(gè)用于對(duì)整型數(shù)組進(jìn)行排序的程序， 排序方法使用簡(jiǎn)單的交換排序法例 4-6 編寫一個(gè)字符串處理程序，將一個(gè)字符串之中的所有小寫 字母轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的大寫字母例 4-7 使用數(shù)組編寫一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)生課程平均分的程序 例 4-8 使用結(jié)構(gòu)體重新編寫上題的程序 例 4-5 、冒泡排序 算法分析：(1) 兩兩比較相鄰元素 A(I) 和 A(I+1)(I=1,2, N-1), 如果 A(I)>A(I+1

21、), 則交換它們的位置 A(I) ? A(I+1);(2) 對(duì)剩下的 N-1 個(gè)元素 , 再兩兩進(jìn)行比較 , 按同樣規(guī)則交換它們 的位置,經(jīng)過 N-2次比較,將次最大值交換到 A(N-1)的位置;(3) 如法炮制 ,經(jīng)過 N-1 趟的“冒泡處理” ,每趟進(jìn)行 N-i 次的 比較, 全部數(shù)列有序。Example 4-5 ：冒泡排序 #include <iostream.h> t main() const int int/UNT=16;listCOUNT=503, 87, 512, 61, 908, 170, 897, 275, 653, 426, 154, 509, 612, 677

22、, 765, 703; for(int i=0; i<COUNT; i=i+1) for(int j=COUNT-1; j>i; j=j-1)if(listj-1>listj) int tmp = listj-1;inlistj-1 = listj ; listj = tmp; cout << "The result is :" << endl; for(int k=0;k<16;k+) cout << listk << " "cout<<endl; return 0;例

23、 4-6 將小寫字母轉(zhuǎn)換為大寫字母 算法分析： 將大寫字符轉(zhuǎn)換為小寫，用到轉(zhuǎn)換公式：stri=stri-A'+ a'；將小寫字符轉(zhuǎn)換為大寫，用下列公式：stri=stri-a'+ A'；#include <iostream.h>int main() char str="This is a sample"cout<<"The original string is: "<<str<<endl;int i = 0; while(stri!=0) if(stri>='a

24、' && stri<='z') stri = stri-'a'+'A'i = i+1;cout<<"After transform: "<<str<<endl;return 0;例 4-7 統(tǒng)計(jì)學(xué)生課程平均分的程序 定義二維數(shù)組student65 ，其中，給數(shù)組 student 前 4列元素讀值，第 1 列為學(xué)號(hào)，第 2列到 4 列為輸入門課程的成績(jī)。第 5 列為平均分，通過計(jì)算求得2004001 8 0 90 1002004002 6 0 80 70輸出學(xué)號(hào)高

25、數(shù)英語體育平均分2004001809 01 009 02004002608 07 07 0#include <iostream.h>#define PERSON6#define COURSE3int main() int studentPERSONCOURSE+2;int i, j;cout<<"Please input data of student :"<<endl;for(i=0; i< PERSON; i=i+1) cin>>studenti0;studentiCOURSE+1=0;for(j=1; j<=

26、 COURSE; j=j+1) cin>>studentij; studentiCOURSE+1=studentiCOURSE+1+studentij;studentiCOURSE+1=studentiCOURSE+1/ COURSE; cout<<" 學(xué)號(hào) 高數(shù) 英語 體育 平均分 "<<endl; cout<<""<<endl;for(i=0; i< PERSON; i=i+1) for(j=0; j<= COURSE+1; j=j+1) cout<<studentij<<"t"cout<<endl; return 0;例 4-8 使用結(jié)構(gòu)體重新編寫上題的程序 算法 定