C語言程序設(shè)計(jì)-第6章--數(shù)組

1、 程序設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)第6章 數(shù)組2022/7/232前幾章使用的變量都屬于基本類型，例如整型、字符型、浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)，這些都是基本的數(shù)據(jù)類型。對于有些數(shù)據(jù)，只用簡單的數(shù)據(jù)類型是不夠的，難以反映出數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，也難以有效地進(jìn)行處理。如果有10000名學(xué)生，每個學(xué)生有一個成績，需要求這10000名學(xué)生的平均成績。原有的基本數(shù)據(jù)類型就很難高效地完成這個任務(wù)。需要一種新的數(shù)據(jù)類型2022/7/233一維數(shù)組定義、初始化、引用、使用定義、初始化、引用、使用字符數(shù)組定義、初始化、引用、處理字符串、字符串處理函數(shù)、使用多維數(shù)組2022/7/2346.1 一維數(shù)組6.1.1一維數(shù)組的定義6.1.2 一維數(shù)組的初始化6

2、.1.3 一維數(shù)組成員的引用6.1.4 一維數(shù)組的使用6.1一維數(shù)組2022/7/2356.1.1一維數(shù)組的定義1. 一維數(shù)組的定義一維數(shù)組的定義格式如下：類型說明符 數(shù)組名數(shù)組長度例如，定義一個一維數(shù)組：int array6;6.1一維數(shù)組2022/7/2366.1.2 一維數(shù)組的初始化如同變量的初始化一樣，一維數(shù)組的初始化也是在定義一維數(shù)組時直接給其成員賦初值。否則數(shù)組中各成員的值將是隨機(jī)的，不可預(yù)料的。1. 一維數(shù)組初始化格式一維數(shù)組初始化的格式為：類型說明符 數(shù)組名數(shù)組長度=初值列表;例如對一個一維數(shù)組初始化：int array6=1, 2, 3, 4, 5, 6;經(jīng)過上面的定義和初始

3、化之后該數(shù)組的成員分別為：array0=1、 array1=2、 array2=3、 array3=4、 array4=5、array5=6。6.1一維數(shù)組2022/7/2376.1.2 一維數(shù)組的初始化2. 一維數(shù)組初始化的幾種情況（1） 對一維數(shù)組全部成員都賦初值時，數(shù)組長度可以缺省。系統(tǒng)將按照初值列表中的數(shù)值個數(shù)自動確定數(shù)組長度。例如：int array =1, 2, 3, 4, 5, 6;在上述過程中缺省了數(shù)組長度，但初值列表中有6個成員，因此系統(tǒng)自動確定該數(shù)組長度為6。（2） 當(dāng)給出一維數(shù)組的數(shù)組長度時，可以在初值列表里列出部分成員的值。例如：int array6=1, 2, 3;在

4、初值列表中只列出了3個值，與其對應(yīng)的是：array0=1、array1=2、array2=3。對于剩余的成員array3array5，系統(tǒng)將自動為其填充初值為0。因此在定義數(shù)值類型的一維數(shù)組時只要在初值列表中給出一個初值，其后的成員就全部賦0值。例如：int array6=0;6.1一維數(shù)組2022/7/2386.1.3 一維數(shù)組成員的引用一維數(shù)組定義后就可以使用了。由于C語言規(guī)定不能整體引用數(shù)組，所以只能逐個引用數(shù)組的成員。數(shù)組成員的表示的形式如下：數(shù)組名下標(biāo)與數(shù)組定義中的數(shù)組長度不同，在對數(shù)組成員引用時，下標(biāo)可以是整型常量、整型變量或整型表達(dá)式。例如：array0、array i、arra

5、y 2*i+1 在對數(shù)組成員進(jìn)行引用時要注意下標(biāo)從0開始，同時要避免混淆數(shù)組長度和下標(biāo)區(qū)別而產(chǎn)生的越界問題。例如： float score 10; /*定義一維數(shù)組長度為10*/ b=score5; /*引用score數(shù)組中下標(biāo)為5的成員，既數(shù)組中的第6個成員*/ w=score10; /*引用score10越界，因?yàn)閿?shù)組成員為score0 score9 */6.1一維數(shù)組2022/7/239#includeint main（） int i=0; /*初始化變量*/ int array7=0; /*初始化一維數(shù)組*/ printf（Please input 7 integers:n）; for

6、（;i7;i+） /*用循環(huán)結(jié)構(gòu)給一維數(shù)組賦值*/ scanf（%d, &arrayi）; printf（nThe sequence in computer is: ）; for（i=0;i7;i+） /*屏幕輸出一維數(shù)組*/ printf（%d , arrayi）; return 0;【例6-1】 將數(shù)列1, 3, 6, 10, 15, 21, 28用一維數(shù)組存放，并在屏幕上顯示。分析：數(shù)列由7個三角形數(shù)構(gòu)成，因此可以用一個數(shù)組長度為7的一維數(shù)組存放。程序如下：程序運(yùn)行的結(jié)果為：Please input 7 integers:1 3 5 10 15 21 28The sequence in

7、computer is: 1 3 5 10 15 21 286.1一維數(shù)組2022/7/23106.1.4 一維數(shù)組的使用【例6-2】求Fibonacci數(shù)列的前20項(xiàng)，并將結(jié)果用一維數(shù)組存儲。分析：按照Fibonacci數(shù)列的定義，首先使數(shù)組的前兩項(xiàng)Fib0= Fib1=1，然后用公式Fibi= Fibi-1+ Fibi-2求出數(shù)列的后續(xù)各項(xiàng)。算法如圖6-2所示：6.1一維數(shù)組2022/7/23116.1一維數(shù)組2022/7/2312【例6-3】向一個有序序列中插入一個數(shù)，并保持序列有序。例如向序列1，3，6，9，11中插入5得到序列1，3，5，6，9，11。分析：首先需要定義一個足夠大的一

8、維數(shù)組用于存放插入后的序列。其次，插入數(shù)值后，一維數(shù)組中，在插入位置后面的成員需要依次后移。算法如圖6-3所示：6.1一維數(shù)組2022/7/23136.1一維數(shù)組2022/7/2314【例6-4】對給定的數(shù)列5, 2, 3, 4, 1用冒泡法按升序排序并在屏幕上輸出結(jié)果。分析：冒泡法的思路是：將相鄰數(shù)據(jù)兩兩依次比較，按從小到大或從大到小順序交換，一趟過去之后，最大或最小的數(shù)字被交換到了最后一位。再從頭開始比較，直到倒數(shù)第二位。這里是把最大的數(shù)字往后交換，如圖6-4所示：6.1一維數(shù)組2022/7/23156.1一維數(shù)組2022/7/2316【例6-5】從鍵盤接受5個整數(shù)，用選擇排序法按升序排列

9、并輸出結(jié)果。分析：選擇排序法的思路是：每一次從無序組的數(shù)據(jù)成員中選出最小（或最大）的一個成員，把它和無序組的第一個成員交換，無序組成員減少，有序組成員增加，直到全部待排序的數(shù)據(jù)成員排完，如圖6-6所示：6.1一維數(shù)組2022/7/23172022/7/23186.2 多維數(shù)組6.2.1 多維數(shù)組的定義6.2.2 多維數(shù)組的初始化6.2.3 多維數(shù)組成員的引用6.2.4 多維數(shù)組的使用6.2 多維數(shù)組2022/7/23196.2.1 多維數(shù)組的定義1. 多維數(shù)組的定義多維數(shù)組的定義格式如下：類型說明符 數(shù)組名第1維長度 第2維長度 第n維長度;例：定義一個34的二維數(shù)組如下：int arr234

10、； arr200arr201arr202arr203arr210arr211arr212arr213arr220arr221arr222arr2236.2 多維數(shù)組2022/7/2320 6.2.2 多維數(shù)組的初始化賦值時按“行優(yōu)先”的順序?qū)?shù)組成員依次賦值。其初始化的形式為：類型說明符 數(shù)組名第1維長度 第2維長度 第n維長度=初值列表;在初始化時有如下兩種情況，以二維數(shù)組arr234為例。1. 將初值寫在一個大括號內(nèi)（1）對全部成員顯式賦初值int arr234 = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12;此時，可省略行下標(biāo)，而不能省略列下標(biāo)。如：int

11、 arr2 4 = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12;根據(jù)初值列表中所有數(shù)據(jù)為12個，而arr2每行為4列，系統(tǒng)會自動確定數(shù)組為3行。（2）對部分成員顯式賦初值int arr234 = 1, 2, 3;此初始化的結(jié)果是arr200=1，arr201=2，arr202=3。后面未被顯式賦初值的9個成員，會被系統(tǒng)自動賦予0。6.2 多維數(shù)組2022/7/23212. 把初值按行分組（1）對全部成員顯式賦初值int arr234 = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12;（2）對部分成員顯式賦初值int arr234 =

12、 1, 2, 5, 6, 9, 10, 11, 12;此初始化的結(jié)果是arr200=1，arr201=2，arr202=0，arr203=0，arr210=5，arr211=6，arr212=0，arr213=0，arr220=9，arr221=10，arr222=11，arr223=12。由于按行分組已經(jīng)明確了行數(shù)，因此在此情況下可以缺省行下標(biāo)，如：int arr2 4 = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12;int arr2 4 = 1, 2, 5, 6, 9, 10, 11, 12;這兩個都是合法的。6.2 多維數(shù)組2022/7/23223. 二維

13、以上數(shù)組的初始化可將二維數(shù)組的初始化方法推廣到更高維的數(shù)組，如：（1）int arr3234=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24;（2）int arr3 34= 1, 2, 5, 9, 10, 11, 13, 17, 18, 21, 22;（3）int arr3234=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24;（4）int arr3

14、 34=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24;6.2 多維數(shù)組2022/7/23236.2.3 多維數(shù)組成員的引用1. 多維數(shù)組成員的引用格式多維數(shù)組成員的引用在原則上與一維數(shù)組是相同的，主要區(qū)別在下標(biāo)的個數(shù)。如果定義的是一個n維數(shù)組，則此n維數(shù)組中成員的引用格式如下：數(shù)組名下標(biāo)1下標(biāo)2下標(biāo)n;需要注意的是在數(shù)組定義時，方括號中給出的是某一維的長度。而數(shù)組引用時，成員中的下標(biāo)是該成員在數(shù)組中的位置標(biāo)識。2. 二維數(shù)組成員的引用還是以二維數(shù)組為例對多維數(shù)組的引用做

15、說明，如arr213。在引用時需要注意以下幾點(diǎn)：（1）數(shù)組成員在引用前必須先定義，例如：float arr223; /*引用前必須定義*/arr202=1.2; /*在定義后可以引用*/6.2 多維數(shù)組2022/7/2324（2）在引用數(shù)組成員時注意不要越界，例如：float arr223; /*引用前必須定義*/arr223=1.2; /*引用越界*/因?yàn)閿?shù)組成員引用的下標(biāo)是從0開始的，所以該數(shù)組中最后一個成員應(yīng)該是arr212。C語言在編譯時不檢查越界錯誤，但在運(yùn)行時會引起程序出錯或?qū)е洛e誤結(jié)果。（3）成員的下標(biāo)可以是整型變量或表達(dá)式。數(shù)組定義時的數(shù)組長度，只能是整型常量或整型常量表達(dá)式。

16、而引用時，成員下標(biāo)可以是整型常量、整型變量或整型表達(dá)式。例如，當(dāng)i和j已定義為整型變量且已賦值，則可用arr2i-1j+2表達(dá)成員。注意：需要檢查i-1和j+2的結(jié)果是否越界。6.2 多維數(shù)組2022/7/23253. 二維以上數(shù)組成員的引用二維以上數(shù)組成員的引用與二維數(shù)組類似，例如：定義了一個三維數(shù)組：int arr3345;則引用其成員arr3102并賦值的語句為：arr3102=89;6.2 多維數(shù)組2022/7/2326 6.2.4 多維數(shù)組的使用【例6-6】有一個33的整數(shù)矩陣A，分別求其主、副對角線成員之和。6.2 多維數(shù)組2022/7/23276.2 多維數(shù)組2022/7/232

17、86.2 多維數(shù)組2022/7/2329【例6-8】三角陣是一種重要的矩陣。試把一個55的矩陣A，轉(zhuǎn)換成一個下三角陣。6.2 多維數(shù)組2022/7/23306.2 多維數(shù)組2022/7/2331【例6-9】試輸出以下圖形： 6.2 多維數(shù)組2022/7/23322022/7/23336.3 字符數(shù)組6.3.1 字符數(shù)組的定義6.3.2 字符數(shù)組的初始化6.3.3 字符數(shù)組成員的引用6.3.4 字符數(shù)組處理字符串6.3.5 字符串處理函數(shù)6.3.6 字符數(shù)組的使用6.3 字符數(shù)組2022/7/23346.3.1 字符數(shù)組的定義1. 一維字符數(shù)組的定義char 數(shù)組名數(shù)組長度；例如：char la

18、stname10;2. 二維字符數(shù)組的定義char 數(shù)組名數(shù)組長度1數(shù)組長度2；例如：char name238;如果要用到更高維度的數(shù)組形式，其定義與二維字符數(shù)組類似。字符型數(shù)據(jù)也可以使用整型數(shù)組來存儲。但是，字符型數(shù)據(jù)只占用1個字節(jié)，顯然使用整型型數(shù)組存儲字符數(shù)據(jù)會浪費(fèi)空間，因此很少這樣使用。6.3 字符數(shù)組2022/7/2335 6.3.2 字符數(shù)組的初始化1. 對一維字符數(shù)組的初始化格式對一維字符數(shù)組的初始化采用如下格式：char lastname5= L, i, a, n, g ;上述語句把5個字符分別賦給lastname 0lastname 4這5個成員。字符數(shù)組定義的規(guī)則：（1）

19、如果在定義字符數(shù)組時不進(jìn)行初始化，則數(shù)組中各成員的值將是隨機(jī)的，不可預(yù)料的。（2） 如果花括號中提供的初值個數(shù)（即字符個數(shù)）大于數(shù)組長度，則按語法錯誤處理。（3） 如果初值個數(shù)小于數(shù)組長度，則只將這些字符賦給數(shù)組中前面那些成員，其余的成員自動定為空字符（即0）。例如：char lastname 5= L, i , u;6.3 字符數(shù)組2022/7/2336（4） 如果提供的初值個數(shù)與預(yù)定的數(shù)組長度相同，在定義時可以省略數(shù)組長度，系統(tǒng)會自動根據(jù)初值個數(shù)確定數(shù)組長度。例如：char lastname =Z, h, e, n, g ;數(shù)組lastname的長度自動定為5。2. 對二維字符數(shù)組的初始化

20、格式對二維字符數(shù)組的初始化采用如下格式：（1）char name235= Z, h, o, u, W, u , Z, h, e , n, g ;（2）char name2 5= Z, h, o, u, W, u , Z, h, e, n, g ;（3）char name235= Z, h, o, u, 0, W, u, 0, 0, 0, Z, h, e, n, g ;（4）char name2 5= Z, h, o, u, 0, W, u, 0, 0, 0, Z, h, e, n, g ;其邏輯形式如圖6-12所示。顯然（3）、（4）不推薦。6.3 字符數(shù)組2022/7/2337 6.3.3

21、字符數(shù)組成員的引用定義完一個字符數(shù)組后就可以對其成員進(jìn)行引用，例如：（1）char lastname5; lastname1=N;（2）char name235; name212=m;【例6-11】 替換姓氏（姓氏的拼音）并輸出。6.3 字符數(shù)組2022/7/23386.3 字符數(shù)組2022/7/2339【例6-12】 用二維數(shù)組表示一組姓氏的拼音，并輸出。6.3 字符數(shù)組2022/7/2340 6.3.4 字符數(shù)組處理字符串1. 字符串在字符數(shù)組中的形式字符串是指用雙引號引起來的若干有效字符的序列。在C語言中下面都是合法的字符串：Happy new year；C program!；y=Ax+

22、B；sum*16；%d%fn例如：char lastname6= Zheng; /*等價于 char lastname6= Zheng */則數(shù)組成員的值為： lastname0=Z、lastname 1=h、lastname 2=e、lastname 3=n、lastname 4=g、lastname 5=06.3 字符數(shù)組2022/7/23412. 字符串結(jié)束符由于字符串后面隱含了字符0。因此用字符串初始化字符數(shù)組時，要特別注意數(shù)組長度的定義。如果char lastname5= Zheng;則會出現(xiàn)錯誤。字符0在字符串中叫串結(jié)束符是“字符串結(jié)束標(biāo)志”。有了這個標(biāo)志系統(tǒng)就可以自動計(jì)算字符串的

23、長度。當(dāng)然，在定義字符數(shù)組時還是需要估計(jì)所要存放字符串的長度，保證數(shù)組長度始終大于等于字符串實(shí)際長度。如果在一個字符數(shù)組中存放的字符個數(shù)是變化的，應(yīng)考慮最多字符的情況，數(shù)組長度在定義時選擇一個最大值。如：char name236= Zhou , Wu , Zheng ; 在三個字符串中Zheng 有6個字符，比其他兩個長，所以數(shù)組第二維下標(biāo)長度為6。數(shù)組形式如圖6-13所示：6.3 字符數(shù)組2022/7/23423字符串的輸入/輸出對字符串的輸入/輸出，除了用 “%c” 外，還可以用 “%s”，配合格式輸出函數(shù)printf和格式輸入函數(shù)scanf對字符串有效字符整體輸入/輸出。 （1） 用pr

24、intf函數(shù)和“%s”格式輸出字符串。例如：將整個字符串一次輸出：char lastname = Zheng ;printf（%s, lastname）;（2） 用scanf函數(shù)和“%s”格式輸入一個字符串。例如：從鍵盤輸入字符串并賦給字符數(shù)組。char lastname6;scanf（%s, lastname）;如果要用一個scanf函數(shù)輸入多個字符串，則在輸入時以空格或回車分隔。例如：char lastname16, lastname26, lastname36;scanf（%s%s%s, lastNamel, lastName2, lastName3）;6.3 字符數(shù)組2022/7/23

25、43【例6-13】用格式%s的scanf函數(shù)給一個字符數(shù)組賦值。6.3 字符數(shù)組2022/7/2344（3）字符串輸出函數(shù)putsputs函數(shù)的作用是將一個字符串輸出到屏幕上。與printf不同，puts在輸出字符串時，遇到0后會自動加上換行。其調(diào)用形式為：puts（字符數(shù)組名）【例6-14】用puts函數(shù)輸出的字符串中可以包含轉(zhuǎn)義字符。6.3 字符數(shù)組2022/7/2345（4）字符串輸入函數(shù)gets不同于讀取一個字符的函數(shù)getchar（），gets（ ）函數(shù)用于從鍵盤緩沖區(qū)中讀取字符串，直到出現(xiàn)換行符，最后加上0作為字符串結(jié)束。其調(diào)用形式為：gets（字符數(shù)組名）由于gets函數(shù)可以輸入

26、含有空格的字符串，所以這一點(diǎn)上比scanf函數(shù)要方便一些。例如：從鍵盤輸入的字符串“LP，Qing”，并賦給字符數(shù)組name2?；剀囀莋ets函數(shù)的輸入結(jié)束標(biāo)志。【例6-15】用gets和puts函數(shù)輸入、輸出字符數(shù)組中的字符串。6.3 字符數(shù)組2022/7/2346 6.3.5 字符串處理函數(shù)#include1字符串復(fù)制函數(shù)strcpystrcpy函數(shù)用于字符串復(fù)制的函數(shù)，其調(diào)用形式為：strcpy（字符數(shù)組1, 字符串/字符數(shù)組2）該函數(shù)的作用是將字符串復(fù)制到字符數(shù)組1中去。需要注意的是strcpy中字符數(shù)組1的長度不應(yīng)小于被復(fù)制的字符串的長度。此外，字符數(shù)組1必須寫成數(shù)組名形式。例如：c

27、har sl10, s2 = “Zheng”;strcpy（sl, s2）;復(fù)制前后sl的狀態(tài)如圖6-14所示：6.3 字符數(shù)組2022/7/23472. 兩個字符串的連接函數(shù)strcatstrcat是用于連接兩個字符串的函數(shù)。其調(diào)用形式為：strcat（字符數(shù)組1, 字符串/字符數(shù)組2）該函數(shù)的作用是把字符數(shù)組2中存放的字符串連接到字符數(shù)組l中存放的字符串的后面，連接的結(jié)果依然放在字符數(shù)組1中，連接前，兩個字符串的后面都有0，連接時將字符數(shù)組1中的字符串后面的0取消，然后進(jìn)行連接。最后在連接組成的新串末尾保留0。函數(shù)調(diào)用后返回的是字符數(shù)組1的地址，也就是新串保存在數(shù)組1中。例如：char s

28、l40= The teachers name is ;char s220=Han Lidou;printf（%s, strcat（sl, s2）;輸出結(jié)果為The teachers name is Han Lidou。6.3 字符數(shù)組2022/7/23483. 字符串比較函數(shù)strcmpstrcmp作用是比較字符串1和字符串2。其調(diào)用形式為：strcmp（字符串1/字符數(shù)組1, 字符串2/字符數(shù)組2）strcmp（sl, s2）;strcmp（United States, P.R. China）;運(yùn)行結(jié)果為1。strcmp（s, Han）;strcmp（Dou, s）;其中，s、s1和s2是存放字符串的字符數(shù)組名。字符串比較的規(guī)則是按自左至右的順序?qū)蓚€字符串的字符逐對比較字符的ASCII碼值，直到出現(xiàn)不同的字符或遇到0為止。當(dāng)字符串1等于字符串2時，strcmp函數(shù)的返回值為0；當(dāng)字符串1大于字符串2時，strcmp函數(shù)的返回值為正整數(shù)；當(dāng)字符串1小于字符串2時，st