第6章+數(shù)組-C語言大學(xué)實用教程課件

第6C內(nèi)容提要數(shù)組類型；向函數(shù)傳遞一維數(shù)組和二維數(shù)組；常用算法：排序、查找、求最大最小值等；用字符數(shù)組存取字符串；使用字符串處理函數(shù)處理字符串C提供了一組基本類型：int、double等。除了基本數(shù)據(jù)類型，還有一些組合的數(shù)據(jù)類型，稱為構(gòu)造數(shù)據(jù)類型。（書上18頁）構(gòu)造機(jī)制包括數(shù)組、指針、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合。可用它們組合數(shù)據(jù)對象，作為整體使用。

組合的數(shù)據(jù)對象稱為復(fù)合數(shù)據(jù)對象。復(fù)合對象形成的類型稱為復(fù)合數(shù)據(jù)類型，組成部分稱為成分/成員/元素?？蓜?chuàng)建能存放復(fù)合類型數(shù)據(jù)的變量。這種變量可作為整體使用，通過名字可以訪問整個復(fù)合對象。也可以訪問復(fù)合數(shù)據(jù)對象的成分，如：使用成分的值或給成分賦值。

本章介紹數(shù)組就是常見的組合機(jī)制。數(shù)組的用處保存大量同類型的相關(guān)數(shù)據(jù)的問題-例如，輸入全班30個學(xué)生的成績，并排出名次。-例如，矩陣運算，表格數(shù)據(jù)等。為什么使用數(shù)組例子：要讀入某班全體50位同學(xué)某科學(xué)習(xí)成績，然后進(jìn)行簡單處理（求平均成績、最高分、最低分……）若用簡單變量，需50個不同變量名，要用很多個scanf命令

intscore1,score2,…score50；

scanf("%d,%d,%d",&score1,&score2,&score3); scanf("%d,%d,%d",&score4,&score5,&score6);而用數(shù)組，可共用一個scanf命令并利用循環(huán)結(jié)構(gòu)讀取

intscore[50],i; for(i=0;i<50;i++){scanf("%d",&score[i]);

}保存大量同類型的相關(guān)數(shù)據(jù)6.1數(shù)組的概念、定義和使用數(shù)組（array）是多個同類型數(shù)據(jù)對象的組合。一個數(shù)組匯集了多個數(shù)據(jù)項，數(shù)組元素?？蓮臄?shù)組出發(fā)處理各元素，以統(tǒng)一方式處理一批/所有元素，是數(shù)組和一組獨立變量的主要區(qū)別。為此需要：數(shù)組描述，數(shù)組變量定義數(shù)組使用，包括通過數(shù)組變量使用其元素數(shù)組實現(xiàn)，數(shù)組的存儲方式數(shù)組變量定義定義數(shù)組變量（定義數(shù)組）時需說明：數(shù)組元素類型數(shù)組（變量）的元素個數(shù)

元素個數(shù)也稱數(shù)組大小或長度。定義數(shù)組變量時，方括號內(nèi)整型表達(dá)式說明元素個數(shù)，表達(dá)式應(yīng)用靜態(tài)確定值，可用字面量或枚舉常量。例，定義兩個數(shù)組：

inta[10]; doublea1[100];數(shù)組定義可以與其他變量定義寫在一起，如：

inta2[16],n,a3[25],m;定義

存儲類型

數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[整數(shù)1][整數(shù)2]……[整數(shù)n];a[9]a[8]a[7]a[1]a[0]…數(shù)組首地址inta[10];定義一個有10個int型元素的數(shù)組系統(tǒng)會在內(nèi)存分配連續(xù)的10個int空間給此數(shù)組直接對a的訪問，就是訪問此數(shù)組的首地址使用a[0]、a[1]、a[2]、……、a[9]這樣的形式訪問每個元素?？梢韵袷褂闷胀ㄗ兞恳粯邮褂盟麄?。數(shù)組(Array)的實現(xiàn)數(shù)組大小最好用宏來定義，以適應(yīng)未來可能的變化#defineSIZE10

inta[SIZE];數(shù)組大小定義好后，將永遠(yuǎn)不變#include<stdio.h>#defineSIZE10main(){

inta[SIZE];

……}也可定義外部數(shù)組和局部靜態(tài)數(shù)組（用static）。作用域與存在期與簡單變量相同。數(shù)組的外部說明不必描述數(shù)組大小。例：

externinta[];

externdoublea1[];下面函數(shù)里數(shù)組定義不合法：voidf(intm,intn){intb[n];/*非法，編譯時無法確定大小*/....} 新C99標(biāo)準(zhǔn)支持這種定義，滿足C99的編譯器很少根據(jù)數(shù)組的數(shù)據(jù)類型，為每一元素安排相同長度的存儲單元根據(jù)數(shù)組的存儲類型，將其安排在內(nèi)存的動態(tài)、靜態(tài)存儲區(qū)或寄存器區(qū)用sizeof(a)來獲得數(shù)組a所占字節(jié)數(shù)short數(shù)組的存儲結(jié)構(gòu)

一維數(shù)組占用字節(jié)數(shù)=數(shù)組長度×sizeof(基類型)數(shù)組使用基本操作是元素訪問。元素順序編號，首元素序號0，其余順序編號。n元數(shù)組元素編號是0到n-1。定義：

intb[100];元素編號為0、1、2、…、。稱為下標(biāo)或指標(biāo)。元素訪問通過[]運算符，優(yōu)先級最高，運算對象是數(shù)組名和括號里表示下標(biāo)的表達(dá)式。表達(dá)式、語句里的b[3]稱為下標(biāo)表達(dá)式。例：有上面定義后，可寫：

b[0]=1;b[1]=1; b[2]=b[0]+b[1]; b[3]=b[1]+b[2];99數(shù)組意義在于能以統(tǒng)一方式描述對一組數(shù)據(jù)的處理。下標(biāo)表達(dá)式可用一般的整型表達(dá)式。如：

b[i]=b[i-1]+b[i-2];訪問哪個元素由i值確定。同一語句可訪問不同元素，可用在循環(huán)里訪問一批元素。for(i=0;i<100;++i){b[i]+=a1[i]*a2[i];}/*假設(shè)數(shù)組都有定義*/循環(huán)中涉及到300個基本數(shù)據(jù)對象。對數(shù)組的多個或全部元素操作，常用for語句。令變量遍歷數(shù)組下標(biāo)：

for(n=0;n<數(shù)組長度;++n)...問題：fib是30個元素的數(shù)組，假設(shè)程序里寫：

for(n=2;n<=30;++n) fib[n]=fib[n-1]+fib[n-2];循環(huán)中試圖訪問fib[30]，實際無此元素。用超范圍的下標(biāo)訪問稱為越界訪問，是數(shù)組使用中最常見的錯誤。使用大于最大下標(biāo)的下標(biāo)，將訪問數(shù)組以外的空間。那里的數(shù)據(jù)是未知的。下標(biāo)值超范圍是運行中的問題。C不檢查數(shù)組元素訪問的合法性，運行中出現(xiàn)越界不會報錯。超范圍訪問是嚴(yán)重錯誤，后果無法預(yù)料。在一些系統(tǒng)里越界訪問可能導(dǎo)致動態(tài)錯，系統(tǒng)強(qiáng)行終止出錯的程序。DOS不檢查非法訪問，越界可能破壞本程序的數(shù)據(jù)/程序本身/其他軟件，甚至DOS系統(tǒng)。編程者要保證數(shù)組下標(biāo)值的合法性，保證不越界。數(shù)組定義后的初值仍然是隨機(jī)數(shù)，一般需要我們來初始化定義數(shù)組時可直接初始化。外部、局部靜態(tài)或自動數(shù)組都可在定義時進(jìn)行初始化。定義時初始化的例子：intb[4]={1,1,2,3};doubleax[6]={1.3,2.24,5.11,8.37,6.5};inta[5]={0};inta[]={11,22,33,44,55};初值表達(dá)式必須是常量表達(dá)式。對自動數(shù)組也一樣。數(shù)組初始化這種寫法只能用于數(shù)組初始化，不能用在語句里。若定義時未初始化，外部和局部靜態(tài)數(shù)組的元素自動初始化為0；自動數(shù)組不自動初始化?？芍粸椴糠衷靥峁┏踔担溆嘣貙⒆詣又?。初始化表元素個數(shù)不得超過數(shù)組元素個數(shù)。例：

intb1[4]={1,2};b1[2]、b1[3]將給初值0。若給了所有元素的初值，可以不寫數(shù)組大小而只寫方括號，元素個數(shù)由初值個數(shù)確定。例：intfib[]={1,1,2,3,5,8,13,21,34,55};這種寫法能減少維護(hù)負(fù)擔(dān)，有利于程序修改。快速地隨機(jī)訪問一旦定義，不能改變大小數(shù)組的特點只能逐個對數(shù)組元素進(jìn)行操作（字符數(shù)組例外）輸入方法：inta[10],i;輸入第i個數(shù)組元素：scanf("%d",&a[i]);輸入整個數(shù)組元素：for(i=0;i<10;i++)scanf("%d",&a[i]);輸出方法：輸出第i個數(shù)組元素：printf("%d",a[i]);輸出整個數(shù)組元素：for(i=0;i<10;i++)printf("%d",a[i]);一維數(shù)組的輸入和輸出舉例：請登記某班級數(shù)學(xué)成績，再輸出#include<stdio.h>#defineARR_SIZE40main(){

floatscore[ARR_SIZE];

intn,i;

longnum[ARR_SIZE];

printf("Pleaseentertotalnumber:");

scanf("%d",&n);/*從鍵盤輸入學(xué)生人數(shù)n*/

printf(“Pleaseenterthenumberandscore:\n”)；

for(i=0;i<n;i++)/*分別以長整型和實型格式輸入學(xué)生的學(xué)號和成績*/{scanf("%ld%f",&num[i],&score[i]);}

printf("Yourenterthenumberandscore:\n");

for(i=0;i<n;i++){

printf("%d%f\n",num[i],score[i]);}

system("pause");}一維數(shù)組和多維數(shù)組一維數(shù)組用一個下標(biāo)確定各元素在數(shù)組中的順序可用排列成一行的元素組來表示如inta[5];二維數(shù)組用兩個下標(biāo)確定各元素在數(shù)組中的順序可用排列成i行，j列的元素組來表示如intb[2][3];n維數(shù)組用n個下標(biāo)來確定各元素在數(shù)組中的順序如intc[3][2][4];n≥3時，維數(shù)組無法在平面上表示其各元素的位置a[0]a[1]a[2]a[3]a[4]b[0][0]b[0][1]b[0][2]b[1][0]b[1][1]b[1][2]二維數(shù)組的定義數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[常量表達(dá)式][常量表達(dá)式]；inta[2][3];a[0]a[1]a----a[0][0]a[0][1]a[0][2]----a[1][0]a[1][1]a[1][2]【例一】以下程序的運行結(jié)果是什么？main(){inta[][3]={{1,2,3},{4,5},{6},{0}};printf("%d,%d,%d\n",a[1][1],a[2][1],a[3][1]);}123450600000結(jié)果：5,0,0【例二】若inta[][3]={1,2,3,4,5,6,7}，則a數(shù)組的第一維大小是多少？

123456700二維數(shù)組的初始化示例數(shù)組的引用數(shù)組名[下標(biāo)1][下標(biāo)2]……[下標(biāo)n]下標(biāo)都是從0開始，養(yǎng)成從0開始查數(shù)的職業(yè)病使用a[0]、a[1]、a[2]、……、a[9]這樣的形式訪問每個元素數(shù)組下標(biāo)(index)既可以是常量，也可以是整型表達(dá)式，允許快速地隨機(jī)訪問.可以像使用普通變量一樣使用他們數(shù)組的引用數(shù)組名[下標(biāo)1][下標(biāo)2]……[下標(biāo)n]下標(biāo)越界是大忌！編譯程序不檢查是否越界下標(biāo)越界，將訪問數(shù)組以外的空間那里的數(shù)據(jù)是未知的，不受我們掌控，可能帶來嚴(yán)重后果二維數(shù)組的存儲結(jié)構(gòu)shortinta[2][3];a[0]a[1]a[1][0]a[1][1]a[1][2]a[0][0]a[0][1]a[0][2]存放順序：先順序存放第0行的元素再存放第1行的元素a[0][0]a[0][1]a[0][2]a[1][0]a[1][1]a[1][2]所以需要知道數(shù)組的每一行有多少列，這樣從起始地址開始，才能正確的讀出數(shù)組的元素按行存放二維數(shù)組占用字節(jié)數(shù)=第一維長度×第二維長度×

sizeof(基類型)二維數(shù)組所占的存儲空間的計算：二維數(shù)組的輸入和輸出數(shù)組的輸入和輸出只能逐個對數(shù)組元素進(jìn)行操作（字符數(shù)組例外）inta[2][3],i,j;輸入方法：輸入第i行第j列元素：scanf(“%d”,&a[i][j]);輸入整個數(shù)組元素：for(i=0;i<2;i++)for(j=0;j<3;j++)scanf(“%d”,&a[i][j]);輸出方法：輸出第i行第j列元素：printf(“%d”,a[i][j]);輸出整個數(shù)組元素：for(i=0;i<2;i++)for(j=0;j<3;j++)printf(“%d”,a[i][j]);如何使兩個數(shù)組的值相等main(){inta[4]={1,2,3,4},b[4];

b=a;

}解決方法法1:逐個元素賦值

b[0]=a[0];b[1]=a[1];b[2]=a[2];b[3]=a[3];法2:通過循環(huán)賦值

inti;for(i=0;i<4;i++){

b[i]=a[i];}原因:數(shù)組名表示數(shù)組的首地址,其值不可改變!如何使兩個數(shù)組的值相等如何使兩個二維數(shù)組的值相等？通過雙重循環(huán)賦值

inta[4][2]={1,2,3,4,5,6,7,8};intb[4][2];inti,j;for(i=0;i<4;i++){for(j=0;j<2;j++){

b[i][j]=a[i][j];}}例6.1兔子繁殖問題打印每個月和年底時的總的兔子對數(shù)Fibonacci數(shù)列123581321345589144233，…

233144895534211385321總對數(shù)：89553421138532110小兔對數(shù)：1448955342113853211大兔對數(shù)：121110987654321月份：圖中藍(lán)色實線表示大兔仍是大兔，紅色實線表示小兔長成大兔；綠色虛線表示大兔生小兔。不難看出：年末有大兔子144對，小兔子89對，總共144+89=233對深入觀察：上月有幾對大兔子，這月就有幾對小兔子，即：

每月小兔子對數(shù)=上月大兔子對數(shù)每月大兔子對數(shù)=上月大兔子對數(shù)+上月小兔子對數(shù)綜合①②有：每月大兔子對數(shù)=前兩月大兔子對數(shù)之和每月大兔子對數(shù)公式例6.1#include<stdio.h>#defineYEAR_MONTH12main(){

intf[YEAR_MONTH+1]={0,1,2};

intmonth;

for(month=3;month<=YEAR_MONTH;month++) { f[month]=f[month-1]+f[month-2]; }

for(month=1;month<=YEAR_MONTH;month++) {

printf("%d\t",f[month]); }

printf("\nsum=%d\n",f[YEAR_MONTH]);}每月兔子總對數(shù)公式max(i=0)max(i=2)max(i=3)計算最大值算法200801200802200803200804……200838數(shù)組編號：學(xué)號：成績：0123……383988759078……maxScore：maxNum：因為88>75，所以88保留因為90>88，所以用90替換88由于90分所在的數(shù)組編號是2，記下該編號，去找到學(xué)號數(shù)組中的數(shù)組編號，并替換8820080120080390例6.2—打印最高分從鍵盤輸入學(xué)生人數(shù)n；從鍵盤輸入所有學(xué)生的學(xué)號和成績分別存入數(shù)組num和score假設(shè)其中的一個學(xué)生成績?yōu)樽罡?/p>

maxScore=score[0]; 對所有學(xué)生成績進(jìn)行比較，即

for(i=1;i<n;i++){

若score[i]>maxScore 則修改maxScore值為score[i]

}打印最高分maxScore......main(){ ......

for(i=0;i<n;i++) { scanf("%ld%f",&num[i],&score[i]); }

maxScore

=score[0];

for(i=1;i<n;i++) {

if(score[i]>maxScore) {

maxScore

=score[i];

} } printf("maxScore=%.0f\n",maxScore);}例6.2—打印最高分......main(){ ......

for(i=0;i<n;i++) { scanf("%ld%f",&num[i],&score[i]); } maxScore=score[0];

maxNum=num[0];

for(i=1;i<n;i++) {

if(score[i]>maxScore) { maxScore=score[i];

maxNum=num[i];

} } printf("maxScore=%.0f,maxNum=

%ld\n",maxScore,

maxNum);}例6.2—打印最高分及其學(xué)生序號用函數(shù)實現(xiàn)？#include<stdio.h>#defineARR_SIZE40floatFindMax(floatarr,intn);main(){

floatscore[ARR_SIZE],maxScore;

intn,i;

printf("Pleaseentertotalnumber:"); scanf("%d",&n); printf("Pleaseenterthescore:\n");

for(i=0;i<n;i++) { scanf("%f",&score[i]); } maxScore=FindMax(score,n); printf("maxScore=%.0f\n",maxScore);}floatFindMax(floatarr[],intn){

floatmax;

inti;

max=arr[0];

for(i=1;i<n;i++) {

if(arr[i]>max) { max=arr[i]; } } }現(xiàn)場編程

用函數(shù)實現(xiàn)打印最高分關(guān)于函數(shù)的參數(shù)傳遞：對于一般變量作為函數(shù)的形式參數(shù)，調(diào)用函數(shù)的時候，用“單項值傳遞”的方法來將實參的值復(fù)制給形參，形參有值后，參與計算，得出需要的值，而后隨著調(diào)用的結(jié)束，形參變量消失。intAverage(intx,inty){intresult;result=(x+y)/2;returnresult;}main(){inta=12;intb=24;intave;ave=Average(a,b);

printf(……);}數(shù)據(jù)傳遞執(zhí)行順序?qū)崊⑿螀⑿螀⒅翟诖颂幫瓿珊瘮?shù)運算，并消失但是如果用數(shù)組作為函數(shù)的形式參數(shù)：由于每次調(diào)用函數(shù)，作為形式參數(shù)的數(shù)組，每次都要重新開辟一塊連續(xù)的存儲空間，每次復(fù)制一堆的實參值，用完又馬上將內(nèi)存還給系統(tǒng)。需要的系統(tǒng)開銷太大。因此，C程序設(shè)計語言規(guī)定，數(shù)組作形式參數(shù)時，不重新開辟存儲空間，而是用實際參數(shù)已有的空間。floatFindMax(floatarr[],intn){

floatmax;

inti;

max=arr[0];

for(i=1;i<n;i++) {

if(arr[i]>max) { max=arr[i]; } } }此處雖然寫成數(shù)組形式，但不真正開辟形式參數(shù)的內(nèi)存空間，只產(chǎn)生一個用來存放地址的變量。這里這樣寫是為了說明此處需要放一個數(shù)組，作為實際參數(shù)

數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)傳遞整個數(shù)組到另一個函數(shù)內(nèi)，實際上是將數(shù)組的首地址作為參數(shù)傳過去用數(shù)組名作為函數(shù)參數(shù)只拷貝一個地址自然比拷貝全部數(shù)據(jù)效率高由于首地址相同，故實參數(shù)組與形參數(shù)組占用同一段內(nèi)存在該函數(shù)內(nèi)，不僅可以讀這個數(shù)組的元素，還可以修改它們簡單變量和數(shù)組作函數(shù)參數(shù)的區(qū)別#include<stdio.h>#defineARR_SIZE40floatFindMax(floatarr,intn);main(){

floatscore[ARR_SIZE],maxScore;

intn,i;

printf("Pleaseentertotalnumber:"); scanf("%d",&n); printf("Pleaseenterthescore:\n");

for(i=0;i<n;i++) { scanf("%f",&score[i]); } maxScore=FindMax(score,); printf("maxScore=%.0f\n",maxScore);}floatFindMax(floatarr[],int

){

floatmax;

inti;

max=arr[0];

for(i=1;i<

;i++) {

if(arr[i]>max) { max=arr[i]; } } }現(xiàn)場編程

用函數(shù)實現(xiàn)打印最高分向函數(shù)傳遞一維數(shù)組時，最好同時再用一個參數(shù)傳遞數(shù)組的長度n作業(yè)P2286.4~6.76.9現(xiàn)場演示排序算法交換法排序選擇法排序交換法排序交換法排序交換法排序交換法排序for(i=0;i<n-1;i++){

for(j=i+1;j<n;j++){

if(score[j]>score[i])

"交換成績score[j]和score[i]"，

"交換學(xué)號num[j]和num[i]"；

}}如何實現(xiàn)兩數(shù)交換？如下方法是否可行：

score[j]=score[i];score[i]=score[j];試想一下，一個瓶子裝醬油，一個瓶子裝醋，現(xiàn)在將這兩個瓶子交換裝的東西，如何交換？答案：必須再拿一個空瓶子，用來騰空其中一個瓶子。選擇法排序k=1k=2k=0k=1選擇法排序k=3k=4k=3k=4選擇法排序選擇法排序for(i=0;i<n-1;i++){

k=i;

for(j=i+1;j<n;j++){

if(score[j]>score[k])記錄此輪比較中最高分的元素下標(biāo)k=j;

}

若k中記錄的最大數(shù)不在位置i，則

"交換成績score[k]和score[i]"，

"交換學(xué)號num[k]和num[i]"；}現(xiàn)場演示查找算法順序查找折半查找順序查找intSearch(longa[],intn,longx){

inti;

for(i=0;i<n;i++){

if(a[i]==x){

return(i);}}

return(-1);}哈，找到了！折半查找數(shù)組下標(biāo)0123456第一次循環(huán)：9901199013990159901799019

①查找值x=99017lowmidhighx>a[mid],low=mid+1第二次循環(huán)：9901199013990159901799019

low=midhighx=a[mid]，找到哈，找到了！折半查找數(shù)組下標(biāo)0123456第一次循環(huán)：9901199013990159901799019

②查找值x=99016lowmidhighx>a[mid],low=mid+1第二次循環(huán)：9901199013990159901799019

low=midhighx<a[mid],high=mid-1第三次循環(huán)：9901199013990159901799019

highlow不滿足low<=high,循環(huán)結(jié)束,未找到

唉，沒找到！intBinSearch(longa[],intn,longx){

intlow,high,mid; low=0; high=n-1;

while(low<=high) { mid=(high+low)/2;

if(x>a[mid]) { low=mid+1; }

else

if(x<a[mid]) { high=mid-1; }

else

{

return(mid); } }

return(-1);}向函數(shù)傳遞二維數(shù)組實際傳送的是指向數(shù)組第一個元素的地址在聲明二維數(shù)組形參時，不能省略數(shù)組第二維的長度，為什么？

a[0][0]a[0][1]a[0][2]a[1][0]a[1][1]a[1][2]a[0][0]a[0][1]a[0][2]a[1][0]a[1][1]a[1][2]例6.8計算每門課程的總分和平均分voidTotal(int

score[][COURSE],

intsum[],

floataver[],intn){

inti,j;

for(j=0;j<COURSE;j++) { sum[j]=0;

for(i=0;i<n;i++) { sum[j]=sum[j]+score[i][j]; } aver[j]=(float)sum[j]/n; }}可以省略數(shù)組第一維的長度不能省略數(shù)組第二維的長度字符串(String)與字符數(shù)組字符串一串以'\0'結(jié)尾的字符在C語言中被看作字符串用雙引號括起的一串字符是字符串常量，C語言自動為其添加'\0'終結(jié)符C語言并沒有為字符串提供任何專門的表示法，完全使用字符數(shù)組和字符指針來處理字符數(shù)組每個元素都是字符類型的數(shù)組charstring[80];字符數(shù)組的初始化用字符型數(shù)據(jù)對數(shù)組進(jìn)行初始化charstr[6]={'C','h','i','n','a','\0'};charstr[]='C','h','i','n','a'};用字符串常量直接對數(shù)組初始化charstr[6]={"China"};charstr[6]="China";charstr[5]={"China"};

僅為字符型一維數(shù)組，不是字符串僅為字符型一維數(shù)組，不是字符串二維字符數(shù)組初始化charweekday[7][10]=

{”Sunday”,”Monday”,”Tuesday”,”Wednesday”,”Thursday”,”Friday”,”Saturday”};charweekday[][10]=

{”Sunday”,”Monday”,”Tuesday”,”Wednesday”,”Thursday”,”Friday”,”Saturday”};但不可寫成：charweekday[][]=

{”Sunday”,”Mo