C语言程序设计教程第五章数组.docx
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C语言程序设计教程第五章数组
第五章数组
1．教学内容：
§5.1一维数组
5.1.1一维数组的定义
5.1.2一维数组的初始化
5.1.3数组元素的引用
5.1.4数组作为函数参数
5.1.5一维数组应用举例
§5.2二维数组和多维数组
5.2.1二维数组和多维数组的概念及其定义
5.2.2二维数组和多维数组的引用
5.2.3二维数组和多维数组的初始化
5.2.4二维数组程序举例
§5.3字符数组和字符串
5.3.1字符串和字符串的存储方法
5.3.2字符数组的初始化
5.3.3字符串的输入
5.3.4字符串的输出
5.3.5字符串运算函数
5.3.6二维的字符数组
5.3.7字符数组应用举例
2．教学目的及要求：
1）掌握数组的概念和使用
2）掌握数组初始化的方法
3）掌握字符数组和字符串的应用
3．教学重点：
1）一维数组
2）二维数组和多维数组
3）字符数组
第五章数组
数组是指一组具有相同数据类型的有序数据的集合。
用一个统一的名字标识这组数据，用下标来指示数组中元素的序号。
一个数组元素也称一个下标变量，其用法与普通的变量使用方法相同。
§5.1一维数组
一维数组是只有一个下标变量的数组。
5.1.1一维数组的定义
定义方式：
类型标识符数组名[下标常量表达式]
【例】：
inta[10]
定义一个数组，数组名a，有10个元素，每个元素的类型均为int。
这10个元素分别是：
a[0]、a[1]、a[2]、a[3]……a[8]、a[9]。
注意：
（1）C语言中，数组下标从0开始。
（2）C语言不允许对数组的大小做动态定义，
如：
intn;
scanf（"%d",&n）;
inta[n];/*
*/
因为，在编译时，C编译器根据已知数组大小分配内存。
5.1.2一维数组的初始化
在定义数组时对各元素指定初始值，称为数组的初始化。
1、一般初始化
用花括号把要赋给各元素的初始值括起来，数据间用逗号分隔。
【例】：
staticinta[9]={1,2,3,4,5,6,7,8,9}；
a[0]=1,a[1]=2,a[2]=3,……a[8]=9
2、部分元素初始化
【例】：
staticinta[10]={1,2,3,4,5}；
只对前5个元素赋初值，后5个元素未指定初值，系统默认为0。
3、全部元素均初始化为0，不允许简写。
【例】：
staticinta[10]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
不能简写为：
staticinta[10]={0*10};
注意：
当程序不给数组指定初始值时，编译器作如下处理：
（1）编译器自动把静态数组的各元素初始化为0或空字符。
（2）编译器不为动态数组自动指定初始值，其初值不可预料。
4、如果全部元素均指定初值，定义中可以省略元素的个数。
【例】：
staticinta[5]={1,2,3,4,5};
可写成：
staticinta[]={1,2,3,4,5};
5.1.3数组元素的引用
C语言规定，不能引用整个数组，只能逐个引用元素。
引用形式：
数组名[下标]
【例】：
使数组元素a[0]～a[9]的值为0～9，然后逆序输出。
main（）
{inti,a[10];
for（i=0;i<=9;i++）
a[i]=i;
for（i=9;i>=0;i--）
printf（"%d",a[i]）;
}
运行输出：
9876543210
注意：
⑴下标可用整常数或整型表达式，其起始值为0。
⑵在引用时应注意下标的值不要超过数组的范围。
C编译不检查下标是否超界，即不指出“下标超界”的错误。
5.1.4数组作为函数参数
1、数组元素用作函数实参，其用法与普通变量完全相同：
在发生函数调用时，把数组元素的值传送给形参，实现单向值传送。
【例】：
写一函数，统计字符串中字母的个数。
/*功能：
数组元素作为函数实参*/
intisalp（charc）
{if（c>='a'&&c<='z'||c>='A'&&c<='Z'）
return
（1）;
elsereturn（0）;
}
main（）
{inti,num=0;
charstr[255];
printf（"Inputastring:
"）;
gets（str）;/*从标准设备读入字符串，并放入str指向的数组*/
for（i=0;str[i]!
='\0';i++）
if（isalp（str[i]））num++;
puts（str）;/*把str指向的字符串输出到标准设备*/
printf（"num=%d\n",num）;
getch（）;/*从标准输入设备读入下一个字符*/
}
说明：
用数组元素作实参时，只要数组类型和函数的形参类型一致即可，并不要求函数的形参也是下标变量。
换句话说，对数组元素的处理是按普通变量对待的。
2、数组名作函数参数时，既可以作形参，也可以作实参。
数组名作函数参数时，要求形参和相对应的实参都必须是类型相同的数组（或指向数组的指针变量），都必须有明确的数组说明
【例】：
已知某个学生5门课程的成绩，求平均成绩。
floataver（floata[]）/*求平均值函数*/
{inti；
floatav,s=a[0]；
for（i=1；i<5；i++）s+=a[i]；
av=s/5；
returnav；
}
main（）
{floatsco[5],av；
inti；
printf（"\ninput5scores:
\n"）；
for（i=0；i<5；i++）scanf（"%f",&sco[i]）；
av=aver（sco）；/*调用函数，实参为数组名*/
printf（"averagescoreis%5.2f\n",av）；
getch（）;/*从标准输入设备读入下一个字符*/
}
说明：
⑴组名作函数参数，应该在调用函数和被调用函数中分别定义数组，且数据类型必须一致，否则结果将出错。
⑵C编译系统对形参数组长度不作检查，所以形参数组可以不指定长度。
例如，本例中的形参数组a[]。
⑶如果指定形参数组的长度，则实参数组的长度必须大于等于形参数组，否则因形参数组的部分元素没有确定值而导致计算结果错误。
⑷以数组名作参数时，采取的不是“值传送”方式，而是“地址传送”方式，即把实参数组的起始地址传给形参数组，这样形参数组就和实参数组共占一段内存单元。
如上例可表示为：
a[0]
a[1]
a[2]
a[3]
a[4]
78
Sco[0]
Sco[1]
Sco[2]
Sco[3]
Sco[4]
75
86
95
68
5.1.5一维数组应用举例
【例】：
输入10个数，用“起泡法”对10个数排序（由小到大）。
“起泡法”算法：
以六个数9、8、5、4、2、0为例。
第1趟比较
第2趟比较
算法过程：
第1趟比较后，剩5个数未排好序；两两比较5次
第2趟比较后，剩4个数未排好序；两两比较4次
第3趟比较后，剩3个数未排好序；两两比较3次
第4趟比较后，剩2个数未排好序；两两比较2次
第5趟比较后，全部排好序；两两比较1次
算法结论：
对于n个数的排序，需进行n-1趟比较，第j趟比较需进行n-j次两两比较。
程序流程图：
（用两层嵌套循环实现）
程序：
设需排序的数有10个，定义数组大小为11，使用a[1]～a[10]存放10个数，a[0]不用。
main（）
{inta[11];/*用a[1]～a[10],a[0]不用*/
inti,j,t；/*i,j作循环变量，t作两两比较的临时变量*/
printf（"input10numbers:
\n"）;
for（i=1;i<11;i++）
scanf（"%d",&a[i]）;/*输入10个整数*/
printf（"\n"）;
for（j=1;j<=9;j++）/*第j趟比较*/
for（i=1;i<=10-j;i++）/*第j趟中两两比较10-j次*/
if（a[i]>a[i+1]）/*交换大小*/
{t=a[i];a[i]=a[i+1];a[i+1]=t;}
printf（"thesortednumbers:
\n"）;
for（i=1;i<11;i++）
printf（"%d",a[i]）;
}
§5.2二维数组和多维数组
5.2.1二维数组和多维数组的概念及其定义
如果一维数组的每一个元素是类型相同的一维数组时，就形成了二维数组。
二维数组是有二个下标变量的数组。
第一个下标称为行下标，第二个下标称为列下标，因此，二维数组可看成是一个二维表。
二维数组的一般定义形式为：
类型标识符数组名[常量表达式1][常量表达式2]
二维数组的理解：
【例】：
a[3][4]
二维数组a[3][4]理解为：
有三个元素a[0]、a[1]、a[2]，每一个元素是一个包含4个元素的数组。
二维数组的元素在内存中的存放循序：
【例】：
a[3][4]
按行存放。
即：
先顺序存放第一行的元素，再存放第二行的元素。
二维数组的元素a[i][j]在数组中的位置计算公式：
设有一个m×n的二维数组，元素a[i][j]在数组中的位置计算公式为:
i×n+j+1
多维数组是有多个下标变量的数组。
多维数组的一般定义形式为：
类型标识符数组名[常量表达式1][常量表达式2]…[常量表达式n]
三维数组：
floata[2][3][4]在内存中的存放顺序：
a[0][0][0]→a[0][0][1]→a[0][0][2]→a[0][0][3]→
a[0][1][0]→a[0][1][1]→a[0][1][2]→a[0][1][3]→
a[0][2][0]→a[0][2][1]→a[0][2][2]→a[0][2][3]→
a[1][0][0]→a[1][0][1]→a[1][0][2]→a[1][0][3]→
a[1][1][0]→a[1][1][1]→a[1][1][2]→a[1][1][3]→
a[1][2][0]→a[1][2][1]→a[1][2][2]→a[1][2][3]
5.2.2二维数组和多维数组的引用
二维数组元素的引用形式为:
数组名[下标1][下标2]
【例】：
floata[2][3];
有6个元素，按如下方式引用各元素：
a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[1][0]、a[1][1]、a[1][2]
注意：
数组floata[2][3]中无元素a[2][3]。
（下标从0始）
5.2.3二维数组和多维数组的初始化
㈠二维数组的初始化
1、分行对各元素赋值，如：
staticinta[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}}；
2、全部数据写在一个花括号内，如：
staticinta[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}；
3、只对部分元素赋值。
如：
staticinta[3][4]={{1},{5},{9}}；
仅对a[0][0]、a[1][0]、a[2][0]赋值，其余元素未赋值（对于静态数组，未赋值元素指定初值0；对于动态数组，未赋值元素的初值是随机的）。
4、如果对全部元素赋初值，则第一维的长度可以不指定，但必须指定第二维的长度。
【例】：
staticinta[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
与下面定义等价：
staticinta[][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
㈡多维数组的初始化
与二维数的初始化相似。
5.2.4二维数组程序举例
【例1】：
将一个二维数组行和列交换，存到另一个二维数组中。
如：
算法：
b[j][i]=a[i][j]
程序：
main（）
{staticinta[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}};
staticintb[3][2],i,j;
printf（"arraya:
\n"）;
for（i=0;i<=1;i++）/*0～1行*/
{for（j=0;j<=2;j++）/*0～2列*/
{printf（"%5d",a[i][j]）;
b[j][i]=a[i][j];/*行、列交换*/
}
printf（"\n"）;/*输出一行后换行*/
}
printf（"arrayb:
\n"）;
for（i=0;i<=2;i++）
{ for（j=0;j<=1;j++）
printf（"%5d",b[i][j]）;
printf（"\n"）;
}
}
【例2】：
有一个3×4的矩阵，编程序求出其中值最大的那个元素的值及其所在的行号和列号。
算法：
⑴把第一个元素a[0][0]作为临时最大值max；
⑵把临时最大值max与每一个元素a[i][j]进行比较，若a[i][j]>max，把a[i][j]作为新的临时最大值，并记录下其下标i和j。
当全部元素比较完后，max是整个矩阵全部元素的最大值。
流程：
程序：
main（）
{inti,j,row=0,colum=0,max;
staticinta[3][4]={{1,2,3,4},{9,8,7,6},{-10,10,-5,2}};
max=a[0][0];
for（i=0;i<=2;i++）/*用两重循环遍历全部元素*/
for（j=0;j<=3;j++）
if（a[i][j]>max）
{max=a[i][j];
row=i;
colum=j;
}
printf（"max=%d,row=%d,colum=%d\n",max,row,colum）;
}
注意：
本例中得到的行列值从0始。
§5.3字符数组和字符串
字符数组：
存放字符数据的数组。
每一个元素数组存放一个字符。
5.3.1字符串和字符串的存储方法
字符串是指若干有效字符（指系统允许使用的字符）的序列。
C语言允许的字符串可包括字母、数字、专用字符、转字符等。
它用双引号括起来。
C语言中没有字符串变量。
字符串存放在一个字符型数组中。
【例】：
将字符串“computer”存入字符数组str中。
定义字符数组：
Charstr[8];
采用赋值运算，将字符一个一个地赋给字符数组各元素：
Str[0]=’c’；Str[1]=’o’；Str[2]=’m’；….
…Str[7]=’r’；str[8]=’\0’；
存储字符串示意图：
Str[0]Str[1]Str[2]………Str[7]Str[8]
c
o
m
p
u
t
e
R
\0
C语言规定：
以“\0”字符作为字符串结束标志。
“\0”是指ASCII为0的字符，它不是一个普通的可显示字符，而是一个“空操作”字符，它不进行任何操作，只是作为一个标志。
5.3.2字符数组的初始化
1、逐个为数组元素指定初值
如：
staticcharc[10]={'I','','a','m',
'','h','a','p','p','y'};
2、初始化数据少于数组长度,多余元素自动为“空”。
如：
staticcharc[10]={'c','','p','r',
'o','g','r','a','m'};
3、指定初值时，若未指定数组长度，则长度等于初值个数。
如：
staticcharc[]={'I','','a','m','','h','a','p','p','y'};
4、对字符数组指定一个字符串初值
如：
staticcharc[]={“Iamhappy”}
注意：
字符数组的元素个数应该足够大，能容纳所存的字符和“\0”。
5.3.3字符数组的引用
引用一个元素，得到一个字符。
【例】：
输出一个字符串。
main（）
{staticcharc[10]={'I','','a','m','','a','','b','o','y'};
inti;
for（i=0;i<10;i++）
printf（"%c",c[i]）;
printf（"\n"）;
}
输出结果：
Iamaboy
5.3.4字符串的输入\输出两种方法：
1、用“%c”格式符逐个输入输出。
2、用“%s”格式符按字符串输入输出。
【例】：
staticcharc[6];
scanf（"%s",c）;
printf（"%s",c）;
注意：
（1）输入时，遇回车键结束，但获得的字符中不包含回车键本身，而是在字符串末尾添'\0'。
因此，定义的字符数组必须有足够的长度，以容纳所输入的字符。
（如，输入5个字符，定义的字符数组至少应有6个元素）。
（2）一个scanf函数输入多个字符串，输入时以“空格”键作为字符串间的分隔。
【例1】：
staticcharstr1[5],str2[5],str3[5];
scanf（"%s%s%s",str1,str2,str3）;
输入数据：
Howareyou?
str1、str2、str3获得的数据见下图：
【例2】：
staticcharstr[13];
scanf（"%s",str）;
输入：
Howareyou?
结果：
仅“How”被输入数组str
如要想str获得全部输入（包含空格及其以后的字符），程序应设计为：
staticcharc[13];
inti;
for（i=0;i<13;i++）c[i]=getchar（）;
（3）C语言中，数组名代表该数组的起始地址，因此，scanf（）函数中不需要地址运算符&。
（在TurboC中，加上&运算符也可以）。
staticcharstr[13];
scanf（"%s",str）;
scanf（"%s",&str）;/*错误*/
（4）gets（）函数：
输入字符串到数组。
【例】：
staticcharstr[12];
gets（str）;
注意：
gets（）一次只能输入一个字符串。
而scanf（）可以输入几个字符串。
（5）输出时，遇'\0'结束，且输出字符中不包含'\0'。
（6）“%s”格式输出字符串时，printf（）函数的输出项是字符数组名，而不是数组元素名。
【例】：
staticcharc[6]="China";
printf（"%s",c）;printf（"%c",c[0]）;
printf（"%s",c[0]）;/*
*/
（7）“%s”格式输出时，即使数组长度大于字符串长度，遇'\0'也结束。
【例】：
staticcharc[10]={"China"};
printf（"%s",c）;/*只输出5个字符*/
（8）“%s”格式输出时，若数组中包含一个以上'\0'，遇第一个'\0'时结束。
（9）puts（）函数：
输出字符串（以'\0'结尾）。
注意：
puts（）一次只能输出一个字符串。
而printf（）可以输入输出几个字符串。
【例】：
staticcharc[6]="China";
/*printf、puts均以'\0'结尾*/
printf（"%s\n",c）;
/*printf需要格式控制符%s*/
puts（c）;
/*puts不需要格式控制符，且自动换行*/
5.3.5字符串运算函数
1、strcat（）：
连接字符串。
格式：
strcat（字符串1,字符串2）;
把“字符串2”连接到“字符串1”的后面。
2、strcpy（）：
字符串拷贝。
格式：
strcpy（字符串1,字符串2）;
把“字符串2”的值拷贝到“字符串1”中。
3、strcmp（）：
字符串比较。
格式：
intstrcmp（字符串1,字符串2）;
比较规则：
逐个字符比较ASCII码，直到遇到不同字符或'\0'，比较结果是该函数的返回值。
strcmp（）返回值
字符串1<字符串2
<0
字符串1==字符串2
=0
字符串2>字符串2
>0
长度不同的字符串也可以进行比较，比较结果当然是“不同”。
注意：
字符串只能用strcmp函数比较，不能用关系运算符“==”比较。
【例】：
if（strcmp（str1,str2）==0）printf（"yes"）;
if（!
strcmp（str1,str2））printf（"equal"）;
if（str1==str2）printf（"yes"）;/*
*/
4、trlen（）:
测试字符串长度函数
格式：
strlen（字符串）；
【例】：
strlen（“computer”）结果：
8
5、strlwr（）：
将字符串中的大写字母转换为小写字母（lwr：
lowercase小写）。
6、strupr（）：
将字符串中的小写字母转换为大写字母（upr：
uppercase大写）。
注意：
以上函数均是库函数，使用时必须用#include语句包含头文件。
5.3.6二维的字符数组
二维数组可认为是由若干个一维数组所组成的，也知道一个一维数组可存放一个字符串，因此，一个N×M的二维数组可存放N个最大长度为M-1的字符串。
其中要留一个位置存放“\0”。
【例】：
staticcharstr[3][6]={“China”，“Japan”，“Korea”}
存放在str中的字符串示意图：
C
h
I
n
a
\0
J
a
p
a
n
\0
K
o
r
e
a
\0
Str[0]
Str[1]
Str[2]
二维字符数组元素的引用与二维数组的引用相同。
【例】：
一个班级中有若干名学生。
今输入一个学生名，要求查询该学生是否属于该班，输出相应的信息。
[程序]：
#defineMAX3
#defineLEN10
main（）
{intI,flag=0;
charname[LEN];
staticcharlist[MAX][LEN]={“Zhang”,“Wang”,“Li”};
printf（“Enteryourname:
”）;
gets（name）;
for（I=0,Iif（strcmp（list[I],name）==0）flag=1;
if（flag==1）
printf（“%sisinourclass\n”,name）;
else
printf（“%sisnotinourclass\
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