C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 課件 （張惠濤 ） 西電 第4章 數(shù)組

第四章數(shù)組數(shù)組64.1一維數(shù)組4.2二維數(shù)組4.3字符數(shù)組4.4數(shù)組程序舉例數(shù)組6在使用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們使用數(shù)組把具有相同類型的若干變量按有序的形式組織起來(lái)，這些按一定順序排列的同類型數(shù)據(jù)元素的集合稱為數(shù)組。在C語(yǔ)言中，數(shù)組屬于構(gòu)造數(shù)據(jù)類型，它可以被分解成若干個(gè)數(shù)組元素，而這些數(shù)組元素可以是基本數(shù)據(jù)類型，也可以是構(gòu)造類型。按數(shù)組元素的類型劃分，數(shù)組可分為數(shù)值數(shù)組、字符數(shù)組、指針數(shù)組、結(jié)構(gòu)體數(shù)組等多種類型。本章主要介紹數(shù)值數(shù)組以及字符數(shù)組的定義及使用方法。4.1一維數(shù)組4.1.1一維數(shù)組的定義在C語(yǔ)言中規(guī)定，數(shù)組必須先定義再使用。一維數(shù)組定義方式為：

類型說(shuō)明符數(shù)組名[整形常量或常量表達(dá)式];其中：類型說(shuō)明符是int、char、float、double等基本數(shù)據(jù)類型以及構(gòu)造數(shù)據(jù)類型。數(shù)組名是用戶定義的數(shù)組標(biāo)識(shí)符，其命名規(guī)則與基本變量名一致。常量表達(dá)式使用中括號(hào)括起來(lái)，表示數(shù)據(jù)元素的個(gè)數(shù)，也稱為數(shù)組的長(zhǎng)度，可以是一個(gè)大于等于1的整數(shù)、符號(hào)常數(shù)或常量表達(dá)式。例如：intarr[5];//定義數(shù)組名為arr、每個(gè)元素類型都是整型、共有5個(gè)元素的數(shù)組#defineLEN100//定義宏常量LEN,其值為100floatarr1[LEN],arr2[LEN+10];//可以使用符號(hào)常數(shù)和常量表達(dá)式來(lái)定義數(shù)組charch[8];//定義數(shù)組名為ch、每個(gè)元素類型都是字符型、共有8個(gè)元素的數(shù)組4.1一維數(shù)組4.1.1一維數(shù)組的定義對(duì)于數(shù)組定義應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：數(shù)組名的書(shū)寫(xiě)規(guī)則應(yīng)符合標(biāo)識(shí)符的書(shū)寫(xiě)規(guī)定，在前面章節(jié)已做介紹；數(shù)組名不能與其它變量名相同，例如對(duì)于intarr,arr[5];系統(tǒng)會(huì)報(bào)錯(cuò)；數(shù)組的類型代表了其中每個(gè)元素的值類型，即同一個(gè)數(shù)組，其元素?cái)?shù)據(jù)類型均相同；中括號(hào)中常量表達(dá)式表示數(shù)組元素的個(gè)數(shù)，但其下標(biāo)從0開(kāi)始計(jì)算，因此intarr[5];定義完成后，其元素分別為arr[0],arr[1],arr[2],arr[3],arr[4];中括號(hào)中可以是符號(hào)常數(shù)或常量表達(dá)式，但不能是變量。//正確示例#defineLEN100main(){inta[LEN],b[LEN+100];……}//錯(cuò)誤示例main(){intlen=100;inta[len],b[len+100];……}4.1一維數(shù)組4.1.2一維數(shù)組的初始化數(shù)組初始化賦值，也可簡(jiǎn)稱為初始化，是指在定義的同時(shí)給數(shù)組元素賦予初值。數(shù)組初始化在編譯階段進(jìn)行，這樣的程序運(yùn)行時(shí)間短，執(zhí)行效率高。初始化賦值的形式為：類型說(shuō)明符數(shù)組名[整形常量或常量表達(dá)式]={值1，值2，……值n}；其中,使用大括號(hào)將數(shù)據(jù)值集合括起來(lái)，而{}中的數(shù)據(jù)值即為若干元素的初值，各值之間用逗號(hào)間隔。例如：intarr[5]={10,11,12,13,14};//其中arr[0]到arr[4]的值分別為10，11，12，13，144.1一維數(shù)組4.1.2一維數(shù)組的初始化C語(yǔ)言對(duì)數(shù)組的初始化還有以下幾點(diǎn)說(shuō)明：可以只給部分元素賦初值當(dāng)大括號(hào)中值的個(gè)數(shù)少于元素總個(gè)數(shù)時(shí)，只給靠左面的部分元素賦值，例如：intarr[5]={10,11,12};表示只給arr[0]到arr[2]分別賦值10，11，12，而后2個(gè)整形元素自動(dòng)賦值0。只能給元素逐個(gè)賦值，不能給數(shù)組整體賦值例如：給5個(gè)元素全部賦值為1，只能寫(xiě)為intarr[5]={1,1,1,1,1};而不能寫(xiě)為：intarr[5]=1;給全部元素初始化賦值時(shí)，數(shù)組元素的個(gè)數(shù)可以不寫(xiě)例如：intarr[5]={10,11,12,13,14};可寫(xiě)為：intarr[]={10,11,12,13,14};4.1一維數(shù)組4.1.3一維數(shù)組元素的引用C語(yǔ)言規(guī)定數(shù)組必須先定義后使用，且只能逐個(gè)引用數(shù)組元素而不能一次引用所有元素，這是因?yàn)閿?shù)組元素，也被稱為下標(biāo)變量，是組成數(shù)組的基本單元，而每個(gè)數(shù)組元素就是一個(gè)變量，其使用方法與同類型的變量一樣。數(shù)組元素的表示形式為：數(shù)組名[下標(biāo)]其中下標(biāo)可以是整型常量或變量表達(dá)式，這與定義時(shí)的常量表達(dá)式不同。例如intarr[5]={10,11,12,13,14};使用arr[2],a[i+j],a[i++](其中i,j都是整形變量）引用上述數(shù)組的元素都是正確的形式。4.1一維數(shù)組4.1.3一維數(shù)組元素的引用例4.1數(shù)組的定義與元素引用#include<stdio.h>#defineLEN5voidmain(){inti,arr1[LEN];intarr2[5]={10,11,12,13,14};arr1[0]=0;arr1[1]=1;arr1[2]=2;arr1[3]=3;arr1[4]=4;for(i=0;i<=4;i++)printf("%d",arr1[i]);

printf("%d",arr2[0]);printf("%d",arr2[1]);printf("%d",arr2[2]);printf("%d",arr2[3]);printf("%d",arr2[4]);}4.1一維數(shù)組4.1.3一維數(shù)組元素的引用例4.2數(shù)組元素可以當(dāng)做普通變量來(lái)使用#include<stdio.h>#defineLEN5voidmain(){inti,arr1[LEN];intarr2[5]={10,11,12,13,14};for(i=0;i<5;i++)arr1[i]=arr2[i]*2;for(i=4;i>=0;i--)printf(“%d\n”,arr1[i]);}4.1一維數(shù)組4.1.4一維數(shù)組程序舉例例4.3使用數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)求5個(gè)整數(shù)中的最大值#include<stdio.h>voidmain(){inti,max;//定義整型變量i當(dāng)計(jì)數(shù)器變量，max存儲(chǔ)最大值intarr[5];printf("請(qǐng)輸入5個(gè)整數(shù):\n");for(i=0;i<5;i++)scanf("%d",&arr[i]);//使用scanf函數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)賦值max=arr[0];for(i=1;i<5;i++)if(arr[i]>max)max=arr[i];printf("數(shù)組中最大的整數(shù)是%d\n",max);}4.1一維數(shù)組4.1.4一維數(shù)組程序舉例【例4.4】使用數(shù)組為當(dāng)前數(shù)組賦值#include<stdio.h>voidmain(){inti,j,arr1[5]={1,2,3,4,5},arr2[5]={0};printf("\n數(shù)組arr2所有元素的初始值為:\n");for(i=0;i<5;i++)printf("%-5d",arr2[i]);for(i=0;i<5;i++)arr2[i]=arr1[i];printf("\n數(shù)組arr2在被arr1賦值后所有元素的值為:\n");for(i=0;i<5;i++)printf("%-5d",arr2[i]);}4.2二維數(shù)組4.2.1二維數(shù)組的定義二維數(shù)組定義的一般形式是：類型說(shuō)明符數(shù)組名[常量表達(dá)式1][常量表達(dá)式2]其中常量表達(dá)式1表示第一維下標(biāo)的長(zhǎng)度，常量表達(dá)式2則表示第二維下標(biāo)的長(zhǎng)度。例如：inta[5][5];定義了一個(gè)5行5列的數(shù)組，數(shù)組名為a，其下標(biāo)變量的類型與一維數(shù)組一樣，均為整型。該數(shù)組的下標(biāo)變量共有5×5個(gè)，即：a[0][0],a[0][1],a[0][2],a[0][3],a[0][4]a[1][0],a[1][1],a[1][2],a[1][3],a[1][4]a[2][0],a[2][1],a[2][2],a[2][3],a[2][4]a[3][0],a[3][1],a[3][2],a[3][3],a[3][4]a[4][0],a[4][1],a[4][2],a[4][3],a[4][4]4.2二維數(shù)組4.2.1二維數(shù)組的定義二維數(shù)組定義的一般形式是：

類型說(shuō)明符數(shù)組名[常量表達(dá)式1][常量表達(dá)式2]其中常量表達(dá)式1表示第一維下標(biāo)的長(zhǎng)度，常量表達(dá)式2則表示第二維下標(biāo)的長(zhǎng)度。例如：inta[5][5];定義了一個(gè)5行5列的數(shù)組，數(shù)組名為a，其下標(biāo)變量的類型與一維數(shù)組一樣，均為整型。該數(shù)組的下標(biāo)變量共有5×5個(gè)，即：a[0][0],a[0][1],a[0][2],a[0][3],a[0][4]a[1][0],a[1][1],a[1][2],a[1][3],a[1][4]a[2][0],a[2][1],a[2][2],a[2][3],a[2][4]a[3][0],a[3][1],a[3][2],a[3][3],a[3][4]a[4][0],a[4][1],a[4][2],a[4][3],a[4][4]二維數(shù)組在概念上是二維的，但是，實(shí)際的硬件存儲(chǔ)器卻是連續(xù)編址的，也就是說(shuō)存儲(chǔ)器單元是按一維線性排列的。在C語(yǔ)言中，二維數(shù)組是按行排列的。4.2二維數(shù)組4.2.2二維數(shù)組的初始化二維數(shù)組在定義的同時(shí)也可以進(jìn)行初始化操作，使數(shù)組中若干元素獲得相應(yīng)的值。二維數(shù)組初始化也是在編譯階段進(jìn)行，這樣的程序運(yùn)行時(shí)間短，執(zhí)行效率高。二維初始化賦值的形式為：

類型說(shuō)明符數(shù)組名[整形常量或常量表達(dá)式1][整形常量或常量表達(dá)式2]={值1，值2，……值n}；實(shí)際上，二維數(shù)組初始化時(shí)可按行分段賦值，也可按行連續(xù)賦值。例如對(duì)于數(shù)組a[4][3]：按行分段賦值可寫(xiě)為:inta[4][3]={{1，2，3},{4，5，6},{7，8，9},{10，11，12}};按行連續(xù)賦值可寫(xiě)為:inta[4][3]={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12};這兩種初始化的結(jié)果是完全相同的，但推薦分段賦值的方法，這樣層次清晰，不容易出錯(cuò)。4.2二維數(shù)組4.2.2二維數(shù)組的初始化例4.5二維數(shù)組初始化可以使用不同的形式#include<stdio.h>voidmain(){inti,j,a[4][3]={{1，2，3},{4，5，6},{7，8，9},{10，11，12}};intb[4][3]={{1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12};printf(“\n數(shù)組a初始化之后各元素的值依次為：\n”);for(i=0;i<4;i++)for(j=0;j<3;j++)printf(“%-4d”,a[i][j];printf(“數(shù)組b初始化之后各元素的值依次為：\n”);for(i=0;i<4;i++)for(j=0;j<3;j++)printf(“%-4d”,b[i][j];)}4.2二維數(shù)組4.2.3二維數(shù)組元素的引用二維數(shù)組的元素也稱為雙下標(biāo)變量，二維數(shù)組中各元素的表示形式為：

數(shù)組名[下標(biāo)1][下標(biāo)2]其中下標(biāo)1和下標(biāo)2應(yīng)為整型常量或整型表達(dá)式。在C語(yǔ)言中，二維數(shù)組與一維數(shù)組一樣，也必須先定義后使用，且只能引用每一個(gè)元素而不能整體引用。例如：執(zhí)行完語(yǔ)句inta[4][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};之后a[0][1]表示數(shù)組0行1列的元素,其值為2。4.2二維數(shù)組4.2.4二維數(shù)組程序舉例例4.6設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，統(tǒng)計(jì)學(xué)生語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)三門(mén)課程的總分及平均分，具體如下表所示。課程語(yǔ)文數(shù)學(xué)英語(yǔ)總分平均分Alice808590

Bob908894

Clinton867892

可設(shè)一個(gè)二維數(shù)組a[3][5]存放3位同學(xué)三門(mén)課的成績(jī)、總分及平均分。根據(jù)數(shù)組的定義、初始化及引用方法，將總分及平均分計(jì)算并保存到相應(yīng)的數(shù)組元素中。由于分?jǐn)?shù)可能有小數(shù)，故將數(shù)組定義成單精度型。4.2二維數(shù)組4.2.4二維數(shù)組程序舉例#include<stdio.h>voidmain(){inti,j;//其中i,j為計(jì)數(shù)器floattotal=0,aver=0;//total表示總分，aver表示平均分,將兩者均初始化為0floatscore[3][5]={{80,85,90},{90，88，94},{86，78，92}};for(i=0;i<3;i++){for(j=0;j<3;j++){total+=score[i][j];}score[i][3]=total;score[i][4]=total/3.0;total=0;}printf(“3位同學(xué)的成績(jī)表打印如下：\n”);printf(“語(yǔ)文

數(shù)學(xué)

英語(yǔ)

總分

平均分\n”);for(i=0;i<3;i++){for(j=0;j<5;j++)printf(“%-8.2f”,score[i][j]);printf(“\n”);}}4.3字符數(shù)組4.3.1字符數(shù)組的定義形式與前面介紹的數(shù)值數(shù)組相同，字符數(shù)組定義的一般形式為：一維數(shù)組： char數(shù)組名[整型常量或整型常量表達(dá)式];二維數(shù)組： char數(shù)組名[整型常量或整型常量表達(dá)式1][整型常量或整型常量表達(dá)式2];例如：charc[5];//定義一維字符數(shù)組，其最大容量為5個(gè)字符，元素下標(biāo)從0到4charc[4][3];//定義二維字符數(shù)組，其包含的元素第一個(gè)下標(biāo)從0到3、第二個(gè)下標(biāo)從0到2本節(jié)重點(diǎn)講述一維字符數(shù)組，讀者可參考二維數(shù)組的基礎(chǔ)知識(shí)來(lái)理解多維字符數(shù)組。4.3字符數(shù)組4.3.2字符數(shù)組的初始化字符數(shù)組也允許在定義時(shí)作初始化賦值，不過(guò)每個(gè)值需要使用單引號(hào)‘’引起來(lái)。例如讓字符數(shù)組存儲(chǔ)hello這個(gè)單詞：charc[6]={‘h’,‘e’,‘l’,‘l’,‘o’};賦值后各元素的值如表所示。其中c[5]未賦值，而系統(tǒng)自動(dòng)為其賦予0值。當(dāng)對(duì)全體元素賦初值時(shí)也像前面普通數(shù)組一樣，可以省去長(zhǎng)度。例如：charc[]={‘h’,‘e’,‘l’,‘l’,‘o’};注意，這時(shí)數(shù)組c的長(zhǎng)度不再是6，而是自動(dòng)定為5。c[0]c[1]c[2]c[3]c[4]‘h’‘e’‘l’‘l’‘o’4.3字符數(shù)組4.3.3字符數(shù)組的引用與其他基本類型的數(shù)組相同，字符數(shù)組也必須先定義后使用，且只能逐個(gè)引用數(shù)組元素而不能一次引用所有元素，而每個(gè)字符數(shù)組元素就是一個(gè)字符變量，其使用方法與字符變量相同。字符數(shù)組元素的表示形式為：

數(shù)組名[下標(biāo)]以數(shù)組初始化時(shí)，以charc[]={‘h’,‘e’,‘l’,‘l’,‘o’};為例，可使用c[1]來(lái)引用‘e’;c[1+3]來(lái)引用’o’,其與c[4]等價(jià);c[i]來(lái)引用其中任一值，其中i為整型變量，且0≤i≤4。4.3字符數(shù)組4.3.3字符數(shù)組的引用例4.7字符數(shù)組初始化及元素引用#include<stdio.h>voidmain(){inti;charc[]={‘h’,‘e’,‘l’,‘l’,‘o’};printf(“數(shù)組中的元素值為：\n”);for(i=0;i<5;i++)printf(“%c”,c[i]);}4.3字符數(shù)組4.3.4字符串和字符串結(jié)束標(biāo)志C語(yǔ)言使用一個(gè)字符數(shù)組來(lái)存放一個(gè)字符串，并且前面章節(jié)介紹字符串常量時(shí)，已說(shuō)明字符串總是以'\0'作為串的結(jié)束標(biāo)記。因此把一個(gè)字符串存入數(shù)組時(shí)，也把結(jié)束符'\0'存入數(shù)組，并以此標(biāo)志該字符串的結(jié)束。有了'\0'標(biāo)志后，就不必使用字符數(shù)組長(zhǎng)度來(lái)判斷字符串的長(zhǎng)度了，在使用循環(huán)語(yǔ)句對(duì)字符串?dāng)?shù)組進(jìn)行相關(guān)操作時(shí)，只需隨時(shí)檢測(cè)‘\0’即可。4.3字符數(shù)組4.3.5字符數(shù)組的輸入輸出1、使用格式符“%c”逐個(gè)輸入或輸出一個(gè)個(gè)字符；例如：inti;charc[10]={‘\0’};for(i=0;i<9;i++)scanf(“%c”,&c[i]);這里使用循環(huán)語(yǔ)句逐個(gè)地輸入每個(gè)字符，同理也可用printf語(yǔ)句逐個(gè)的輸出字符串。2、使用格式符“%s”一次性輸入或輸出整個(gè)字符串,所以在采用字符串方式后，字符數(shù)組的輸入輸出將變得簡(jiǎn)單方便。例如：inti;charc[10]={‘\0’};scanf(“%s”,c);printf(“%s”,c);這里用printf函數(shù)和scanf函數(shù)一次性輸出輸入一個(gè)字符數(shù)組中的字符串，而不必使用循環(huán)語(yǔ)句逐個(gè)地輸入輸出每個(gè)字符。4.3字符數(shù)組4.3.5字符數(shù)組的輸入輸出例4.9使用字符串對(duì)字符數(shù)組進(jìn)行初始化#include<stdio.h>voidmain(){charc[]="hello\nworld";printf("%s\n",c);}4.3字符數(shù)組4.3.5字符數(shù)組的輸入輸出例4.10使用%s格式符對(duì)字符數(shù)組進(jìn)行輸入和輸出#include<stdio.h>voidmain(){charc[20];printf("請(qǐng)輸入一個(gè)英文單詞:\n");scanf("%s",c);printf("%s",c);}4.3字符數(shù)組4.3.5字符數(shù)組的輸入輸出例4.11使用%s格式符進(jìn)行字符串輸入時(shí)，空格及后面符號(hào)不會(huì)被輸入#include<stdio.h>voidmain(){charc[20];printf("請(qǐng)輸入一個(gè)字符串:\n");scanf("%s",c);printf("%s",c);}4.3字符數(shù)組4.3.6字符串處理函數(shù)C語(yǔ)言提供了豐富的字符串處理函數(shù)，大致可分為字符串的輸入、輸出、合并、復(fù)制、比較、求長(zhǎng)度、大寫(xiě)轉(zhuǎn)小寫(xiě)、小寫(xiě)轉(zhuǎn)大寫(xiě)等。使用這些字符串函數(shù)，可使編程效率大大提高，而在使用前應(yīng)包含頭文件"stdio.h"和"string.h"。課本中介紹了編程中最常用的字符串函數(shù)，其中puts()、gets()在"stdio.h"中定義，而strcat()、strcpy()、strcmp()、strlen()在"string.h"中定義。注意：在有些常用的編程軟件中不寫(xiě)含頭文件"stdio.h"和"string.h"的語(yǔ)句，程序也能執(zhí)行，那是因?yàn)榫幾g器默認(rèn)做了引用正確頭文件的工作。

這部分例題請(qǐng)參考課本內(nèi)容。4.4數(shù)組程序舉例例4.20使用數(shù)組，將10個(gè)整數(shù)“4,8,19,20,83,12,987,34,49,71”按照由小到大的順序排序并輸出。分析：本例采用冒泡排序的算法來(lái)編寫(xiě)程序。#include"stdio.h"voidmain(){ inta[10]={4,8,19,20,83,12,987,34,49,71}; inti,j,temp; for(i=0;i<9;i++) for(j=9;j>i;j--) if(a[i]>a[j]) { temp=a[i]; a[i]=a[j]; a[j]=temp; } for(i=0;i<10;i++) printf("%-5d",a[i]);}4.4數(shù)組程序舉例例4.21將以下3組，每組10個(gè)整數(shù)存入3行10列的二維數(shù)組中，將其中的每一行進(jìn)行從小到大的排序并按行輸出：第一組為“4,8,19,20,83,12,987,34,49,71”，第二組為“4，8，1，23，876，345，44，79，123，-5”，第三組為“-34，56，-333，90，3，76，1，-1，22，-340”。分析：基于【例4.20】的算法思路，只需要再設(shè)置一個(gè)變量來(lái)分別訪問(wèn)二維數(shù)組的每一行，而每一行還使用“冒泡排序”法即可。4.4數(shù)組程序舉例#include"stdio.h"voidmain(){ inta[3][10]={ {4,8,19,20,83,12,987,34,49,71}, {4,8,1,23,876,345,44,79,123,-5}, {-34,56,-333,90,3,76,1,-1,22,-340} }; inti,j,k,temp; for(k=0;k<3;k++) for(i=0;i<9;i++) for(j=i+1;j<=9;j++) if(a[k][i]>a[k][j])

{ temp=a[k][i]; a[k][i]=a[k][j]; a[k][j]=temp; } for(k=0;k<3;k++)

{ for(i=0;i<10;i++) printf("%-8d",a[k][i]); printf("\n"); }}4.4數(shù)組程序舉例例4.22輸入10個(gè)英文單詞按字母順序排列輸出。分析：10個(gè)英文單詞可由一個(gè)二維字符數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)。C語(yǔ)言中規(guī)定可以把二維數(shù)組看成多個(gè)一維數(shù)組，因此該程序可以按10個(gè)一維數(shù)組處理，而每個(gè)一維數(shù)組就是一個(gè)英文單詞字符串，再用字符串比較函數(shù)比較各一維數(shù)組的大小，并使用前面“冒泡排序”法，最后輸出結(jié)果即可。#include"string.h"voidmain(){ chars[10][20]; chartemp[20]; inti,j; for(i=0;i<10;i++) gets(s[i]); for(i=0;i<9;i++) for(j=i+1;j<=9;j++) if(strcmp(s[i],s[j])==1){ strcpy(temp,s[i]); strcpy(s[i],s[j]); strcpy(s[j],temp);