第4章数组.docx
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第4章数组
第4章数组
4.1数组应用的C程序实例
数组是若干具有相同数据类型且按一定存储顺序排列的一组变量。
数组中的变量称数组元素。
每一个元素通过数组名和存储位置（下标）来确定。
根据确定数组的一个元素所需要的下标数把数组分为一维数组、二维数组、三维数组等，二维以上的数组也称为多维数组。
【例4.1】应用一维数组，实现从键盘输入10个整数，输出其中的最小数。
程序名为l4_1.cpp。
#include"stdio.h"
main（）
{inta[10],i,min;/*定义一维整型数组a有10个元素*/
for（i=0;i<10;i++）/*循环输入数组a的10个元素*/
scanf（"%d",&a[i]）;
min=a[0];/*设a[0]元素为最小值min的初值*/
for（i=1;i<10;i++）/*逐个元素与min比较,找出最小值*/
if（min>a[i]）
min=a[i];
printf（"MIN=%d\n",min）;/*输出找到的最小值min*/
}
【例4.2】应用二维数组，实现从键盘为23数组输入值，并输出数组所有元素之和。
程序名为l4_2.cpp。
#include"stdio.h"
main（）
{inta[2][3],i,j,sum=0;/*定义二维整型数组有2行3列6个元素*/
for（i=0;i<2;i++）/*按行向数组a输入6个元素,并将元素值送入sum进行累加求和*/
for（j=0;j<3;j++）
{scanf（"%d",&a[i][j]）;
sum+=a[i][j];
}
printf（"Sum=%d\n",sum）;/*输出和值sum*/
}
4.2一维数组的定义和引用
4.2.1一维数组的定义
一、定义的格式：
类型说明符数组名[常量表达式]；
二、说明：
1．类型说明符可以是int、char和float等，指明该数组的类型，即数组中每个元素的类型
2．数组名的命名规则遵循标识符的命名规则，它代表数组存储时的首地址
3．常量表达式是指数组的长度，即数组元素的个数。
三、含义及功能：
一维数组被定义后，编译系统将为该数组在内存中分配一片连续的存储空间，按一定的顺序连续存储数组的各个元素。
四、注意：
１．常量表达式的值必须是一个正的整数值
２．数组定义后，数组的长度就不能再改变
３．定义时，可用一个类型说明符来定义多个相同类型的数组和变量，相互之间用逗号分隔
4.2.2一维数组元素的引用
一、一维数组的数组元素表示形式为：
数组名［下标］
二、说明
1．遵从“先定义，后使用”的原则。
2．数组的引用是通过对数组元素的引用实现的，而不能直接引用整个数组。
3．下标是一个整型常量或整型表达式。
4．在一维数组引用过程中要防止下标越界问题，C语言编译系统不进行检测，即不进行错误报告，只是会造成程序运行结果的错误。
一维数组元素的下标从０开始，如果该数组长度为n，则元素的最大下标为n-1。
4.2.3一维数组的初始化
一、一维数组的初始化
在定义数组时，同时给数组元素赋值，称为一维数组的初始化。
二、一般形式为：
类型说明符数组名[常量表达式]={初始值表}；
三、说明：
1．初始值表中数据与数组元素依次对应，初始值表中的数据用,分隔。
例如：
inta[5]={12,-3,4,0,367}；
2．当初始化，初始值表给出全部元素初值时，则数组长度可以缺省。
例如：
inta[5]={1,2,3,4,5};等价于inta[]={1,2,3,4,5};
3．给数组中的部分元素赋初始值。
例如：
inta[5]={1,2,3};
按照下标递增的顺序依次赋值，后两个元素系统自动赋0值。
即a[0]为1，a[1]为2，a[2]为3，而a[3]和a[4]均由系统自动赋值为0。
4．数组中的全部元素赋初值为0。
inta[5]={0};
此时，数组中的全部元素均为0。
4.3二维数组的定义和引用
4.3.1二维数组的定义
一、二维数组定义的一般格式：
类型说明符数组名[常量表达式1][常量表达式2]；
二、说明：
1．常量表达式1表示行数，而常量表达式2表示列数。
也就是他们分别指出数组的行长度和列长度。
“inta[2][3];”表示数组名是a，数组元素是整型，数组有2行3列，共计有6（23）个元素。
故定义了一个2行3列的整型数组a。
2．二维数组的行列下标均从0开始。
则数组a的6个元素是：
a[0][0]，a[0][1]，a[0][2]
a[1][0]，a[1][1]，a[1][2]
3．定义后，编译系统将为该数组在内存中分配一片连续的存储空间，按行的顺序连续存储数组中的各个元素。
即先顺序存储第一行元素，从a[0][0]到a[0][2]，再存储第二行的元素，从a[1][0]到a[1][2]。
数组名a仍然代表数组的起始地址。
4．二维数组可以看作是特殊的一维数组。
例如二维数组a[2][3]可看成是由两个元素a[0]和a[1]组成。
而a[0]和a[1]又分别是一个一维数组，各有3个元素。
a[0]的元素是a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]。
a[1]的元素是a[1][0]、a[1][1]、a[1][2]。
如图4-3所示。
4.3.2二维数组元素的引用
一、二维数组元素的引用形式为：
数组名[行下标][列下标]
二、说明：
1．行（列）下标表达式可以是整型常量、整型变量及表达式，表示二维数组的行（列）长度。
2．下标值仍然从0开始，到行（列）长度减1。
“inta[2][3];”，定义了一个2行3列的二维整型数组a，则在内存中依次连续存储的数组元素为a[0][0]，a[0][1]，a[0][2]，a[1][0]，a[1][1]，a[1][2]，通过循环嵌套语句：
for（i=0;i<2;i++）/*按行向数组a输入6个元素,并将元素值送入sum进行累加求和*/
for（j=0;j<3;j++）
{scanf（"%d",&a[i][j]）;
sum+=a[i][j];
}
完成给数组元素赋值，即输入231245-12-3435，并将输入的值依次送入sum变量进行累加求和。
循环结束后，由输出语句printf（"Sum=%d\n",sum）;完成累加和sum的输出，结果为：
Sum=69
4.3.3二维数组的初始化
一、二维数组初始化：
定义二维数组时，给数组元素赋初值称为二维数组初始化。
二、说明：
1．注意二维数组的各元素所赋初始值的排列顺序。
初始值的排列顺序必须与数组各元素在内存的存储顺序完全一致。
具体的方法如下：
（1）分行给二维数组赋初值。
例如：
inta[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}};
此方法直观，明显第1行的元素的初值由第1个花括号数据提供，第2行的元素的初值由第2个花括号数据提供，按行赋初值。
（2）按数组排列顺序对各元素赋初值。
例如：
inta[2][3]={1,2,3,4,5,6};
此方法与前一种方法效果相同，但数据所处的行列位置不直观，尤其是数据多时，数据存储所在的行列需要仔细定位，容易出现错误。
（3）对部分元素赋初值。
例如：
inta[2][3]={{1},{0,4}};
此法，是对数组中各行的部分元素赋初值，其余元素值自动为0。
本例的作用是只对0行0列元素赋初值1，对1行1列元素赋初值4，而其余元素值自动为0。
即赋值后数组a的各元素为：
100
040
（4）赋初值时，有些情况可缺省第一维长度，但第二维长度不能缺省。
第一种情况：
数组的全部元素都赋初值时，则定义数组时对第一维长度可以缺省。
例如：
inta[][3]={1,2,3,4,5,6};等价于inta[2][3]={1,2,3,4,5,6};
此时，系统会根据元素总个数分配存储空间，一共6个元素，每行3列，自然确定为2行。
第二种情况：
在分行赋值时（含对部分元素赋初值情况），可以在定义时省略第一维的长度。
例如：
inta[][3]={{0},{0,3}};
此时，编译系统知道数组共有2行。
赋值后数组a的元素分别为：
000
030
4.4字符数组与字符串
字符数组是用来存放字符数据的数组，即数组的数据类型是字符型（char）的数组称为字符数组。
字符数组的每个元素存放一个字符。
4.4.1字符数组的定义
一、字符数组的定义形式为：
1．一维字符数组定义：
char数组名[常量表达式];
2．二维字符数组定义：
char数组名[常量表达式1][常量表达式2]；
二、举例：
charc[10];/*定义了一个10个元素的一维字符数组c*/
charc[2][10];/*定义了一个2行10列的二维字符数组c*/
由于字符型与整型是互相通用的，因此上面的定义也可改为：
intc[10];
intc[2][10];
但是，此种方法定义会浪费存储空间。
4.4.2字符数组的初始化
一、在定义字符数组时，可以对字符数组初始化。
二、字符数组初始化有以下方法：
（1）用字符常量初始化数组。
①一维字符数组初始化，例如：
charc[10]={’a’,’b’,’c’,’d’,’e’,’f’,’g’,’h’,’i’,’j’};
②二维字符数组初始化，例如：
charc[2][10]={{’a’,’b’,’c’},{’d’,’e’,’’}};
③当初值个数与字符数组长度相同，在定义时可以省略数组长度，系统会自动根据初值个数确定数组长度。
例如：
charc[]={’H’,’o’,’w’,’’,’a’,’r’,’e’,’’,’y’,’o’,’u’};
相当于：
charc[11]={’H’,’o’,’w’,’’,’a’,’r’,’e’,’’,’y’,’o’,’u’};
④用整型常量初始化字符数组。
例如：
charc[5]={‘H’,111,119};
（2）用字符串常量初始化数组。
字符串是用双引号括起来的字符序列，是利用字符数组来存放和处理的。
用字符串常量初始化一个字符数组，例如：
charc[]={"Howareyou"};
也可写成：
charc[]="Howareyou";
经过初始化后，数组c共有关12个元素，它们分别为：
c[0]=’H’，c[1]=’o’，c[2]=’w’，c[3]=’’，c[4]=’a’，c[5]=’r’，c[6]=’e’，c[7]=’’，c[8]=’y’，c[9]=’o’，c[10]=’u’，c[11]=’\0’
二维数组初始化时，也可以使用字符串进行初始化。
例如：
charc[][8]={"white","black"};
此时，数组c分解成2个一维数组c[0]和c[1]，它们各自有10个元素，每一个以一个字符串初始化，如图4-4所示：
c[0]
w
h
i
t
e
\0
\0
\0
c[1]
B
l
a
c
k
\0
\0
\0
图4-4
4.4.3字符数组的引用
字符数组的引用，也是通过对数组逐个元素引用实现的。
引用数组的元素可以得到一个字符。
【例4.3】应用一维字符数组，输入一个字符串。
程序名为l4_3.cpp。
#include"stdio.h"
main（）
{charc[]="Howareyou!
";/*定义一维数组c有13元素*/
inti;
for（i=0;i<13;i++）/*通过循环控制输出数组每个元素*/
printf（"%c",c[i]）;
printf（"\n"）;
}
运行结果：
Howareyou!
4.4.4字符数组的输入输出
通过scanf（）或getchar（）对字符数组进行赋值，
通过printf（）或putchar（）对字符数组进行输出，
在利用scanf（）和printf（）完成输入输出时，%c格式是逐个字符元素进行输入输出，而%s格式是对整个字符串一次完成输入和输出。
用格式说明符％s进行整串输入和输出应注意以下问题：
（1）在scanf中使用格式说明符％s实现整串的输入。
例如：
charc[20];
scanf（“%s”，c）;
执行上面的语句，如果输入：
abcd
则这个字符串将从数组c的起始地址（&c[0]或数组名c）开始依次放入数组c中，数组剩余空间补’\0’。
（2）用％s格式符输入字符串时，空格、Tab符和回车符只能作为分隔符而不能输入到数组中。
例如
如果输入字符串为：
Howareyou!
则只有字符串“How”存入到数组中，其余被截掉。
（3）当输入项为数组元素的地址时，输入数据将从这一元素开始存放。
（4）输入字符串时，避免发生越界。
在printf（）中使用格式说明符％s可以实现整串的输出。
其调用形式如下：
printf（“%s”,c）;
这里，c是存储单元的首地址。
调用这个函数时，将从c地址开始输出存储单元中的字符，直到遇到第一个’\0’为止。
输出结束后不自动换行。
【例4.4】应用一维字符数组，输入一个字符串。
程序名为l4_4.cpp。
#include"stdio.h"
main（）
{charc[6];
inti;
for（i=0;i<5;i++）/*利用getchar（）给数组c输入字符*/
c[i]=getchar（）;
c[i]='\0';/*将字符串结束标志'\0'赋值给数组c的c[5]元素*/
printf（"%s",c）;/*输出字符串*/
}
4.4.5字符串处理函数
C语言编译系统提供了大量处理字符串的库函数
应用字符串输入函数gets（）和输出函数puts（）时，需要使用#include命令将“stdio.h”头文件包含到源文件中。
其他的字符串处理函数在使用时，需要用#include命令将“string.h”头文件包含到源文件中。
1．字符串输入函数gets（）
形式：
gets（字符数组）；
作用：
从终端输入一个字符串（包括空格）赋给从字符数组起始的存储单元中，直到读入一个回车符为止。
回车符读入后，不作为字符串的内容，系统将自动用’\0’替换，作为字符串结束的标志。
例如：
charc[20];
gets（c）;
执行上面的语句，如果输入：
Howareyou!
则将读入的12个字符依次存入到c[0]开始的存储单元中，并在其后自动加入一个字符串结束标志’\0’。
2．字符串输出函数puts（）
形式：
puts（字符数组）；
作用：
将字符数组起始地址开始的一个字符串（以’\0’结束的字符序列）输出到终端，并将字符串结束标志’\0’转化成’\n’，自动输出一个换行符。
例如：
charc[]="How\nare\nyou!
";
puts（c）;
输出结果：
How
are
you!
3．字符串长度函数strlen（）
形式：
strlen（字符数组或字符串）；
作用：
测试字符数组起始地址开始的字符串（以’\0’结束的字符序列）有效长度。
函数值为字符数组或字符串的有效字符个数，不包括’\0’在内。
例如：
charc[20]="How\nare\nyou!
";
printf（"%d\n",strlen（c））;
输出结果：
12
4．字符串连接函数strcat（）
形式：
strcat（字符数组1,字符数组2或字符串）；
作用：
将字符数组2（字符串）连接到字符数组1的后面，函数值为字符数组1的地址。
例如：
charc1[30]="Howareyou!
\n";
charc1[]="Iamfine!
";
printf（"%s",strcat（c1,c2））;
输出结果：
Howareyou!
Iamfine!
注意：
（1）连接前字符数组1和字符数组2的尾部都有一个’\0’，连接时将字符数组1后的’\0’自动取消，字符数组2后的’\0’一并连接到字符数组1后。
（2）字符数组1必须有足够长度，以便在其有效字符后能够容纳下字符数组2中的字符串。
5．字符串复制函数strcpy（）
形式：
strcyp（字符数组1,字符数组2或字符串）；
作用：
将字符数组2（字符串）复制到字符数组1中去。
函数值为字符数组1的起始地址。
例如：
charc1[30],c2="Howareyou!
\n";
printf（"%s",strcpy（c1,c2））;
输出结果：
Howareyou!
注意：
（1）字符数组1的长度必须大于或等于字符数组2的长度，以便容纳字符数组2中的字符串。
（2）复制时将字符数组2中字符串的结束标志’\0’一起复制到字符数组1中。
（3）strcpy（）函数能够实现将字符数组2中前面若干个字符复制到字符数组1中的功能。
例如：
strcpy（c1,c2,4）;
该语句的作用是将c2中前面的4字符复制到c1中去，然后系统自动添入一个字符串结束标志’\0’。
6．字符串比较函数strcmp（）
形式：
strcmp（字符数组1或字符串1,字符数组2或字符串2）；
作用：
将两个字符数组（字符串）自左向右对应的字符逐个进行比较（按ASCII码值大小比较），直到出现不同字符或遇到’\0’字符为止，函数值为一个整型数。
当字符串中的对应字符全部相等且同时遇到’\0’字符时，则两个字符串相等，否则，以第一个不相同的字符的比较结果作为整个字符串的比较结果，比较结果由函数值带回，具体情况见表4-1所示。
表4-1字符串比较strcmp（）函数值情况
字符串大小情况
函数值
VisualC++6.0函数值
TC2.0函数值
字符串1等于字符串2
0
0
字符串1大于字符串2
1
首不同字符的ASCII码差值（正整数）
字符串1小于字符串2
-1
首不同字符的ASCII码差值（负整数）
4.5综合实训
【例4.5】输入10位学生的成绩，求出平均分，并输出高于平均分的同学成绩。
程序名为l4_5.cpp。
#include"stdio.h"
main（）
{inti;
floatscore[10],aver=0.0;
printf（"Pleaseinputscoresof10students:
"）;
for（i=0;i<10;i++）/*输入10位学生成绩并累加和*/
{scanf（"%f",&score[i]）;
aver+=score[i];
}
aver/=10;/*求出10位学生的平均成绩*/
printf（"Theaveragescoreis:
%.2f\n",aver）;
printf（"Theyare:
"）;
for（i=0;i<10;i++）/*输出高于平均成绩的学生成绩*/
if（score[i]>aver）
printf（"%6.2f",score[i]）;
}
运行结果如图4-5所示。
【例4.6】用冒泡法对10个整型数按升序进行排序。
冒泡法是使较小的值像空气泡一样逐渐“上浮”到数组的顶部，而较大的值逐渐下沉到数组的底部。
具体思路是：
从第一数开始将相邻的两个数比较，较大的数向后移动，较小的数向“上浮”一个，经过一轮的比较，最大的数移动到末尾。
对剩下的数继续下一轮的比较和移动。
如果n个数比较，这样n-1轮后，就完成了排序工作。
例如，对5个数据（9,8,5,3,0）进行排序，排序过程如图4-6所示。
9
8
8
8
8
8
5
5
5
5
3
3
3
0
8
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5
5
5
8
3
3
3
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0
0
3
5
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9
3
3
3
3
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0
0
0
5
5
5
3
3
3
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0
0
0
0
8
8
8
8
8
8
0
0
0
0
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
程序名为l4_6.cpp。
#include"stdio.h"
main（）
{inti,j,t,a[10];
printf（"Pleaseinput10numbers:
\n"）;
for（i=0;i<10;i++）/*输入10个整数存入数组a中*/
scanf（"%d",&a[i]）;
for（i=0;i<9;i++）/*对数组a中的10个整数排序*/
for（j=0;j<9-i;j++）
if（a[j]>a[j+1]）/*前面的元素大于后面的元素则交换*/
{t=a[j];
a[j]=a[j+1];
a[j+1]=t;
}
printf（"Thesortednumbersare:
"）;
for（i=0;i<10;i++）/*输出数组a中的10个元素*/
printf（"%d",a[i]）;
printf（"\n"）;
}
运行时输入：
8967458732104523，则结果如图4-7所示。
【例4.7】用选择法对10个整型数按升序进行排序。
选择法的思路是：
从第一元素开始逐个元素进行比较，并记录下较小元素的下标，经过一轮的比较和记录后，记录的下标为最小元素的下标，将该元素与第一个元素交换。
对剩下的数继续下一轮的比较和记录。
如果n个数比较，这样n-1轮后，就完成了排序工作。
例如，对5个数据（9,4,5,3,0）进行排序，排序过程如图4-8所示。
9
9
9
9
9
0
0
0
0
0
0
0
0
0
4
4
4
4
4
4
4
4
4
3
3
3
3
3
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
4
4
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
5
5
0
0
0
0
0
9
9
9
9
9
9
9
9
9
程序名为l4_7.cpp。
#include"stdio.h"
main（）
{inti,k,j,t,a[10];
printf（"Pleaseinput10numbers:
\n"）;
for（i=0;i<10;i++）/*输入10个整数存入数组a中*/
scanf（"%d",&a[i]）;
for（i=0;i<9;i++）/*对数组a中的10个整数排序*/
{k=i;
for（j=i+1;j<10;j++）
if（a[k]>a[j]）
k=j;
t=a[k];/*本轮最小的元素与本轮首的元素交换*/
a[k]=a[i];
a[i]=t;
}
printf（"Thesor
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