大学C++程序设计教程-杨国兴及例题-课件PPT
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第5章 数组与指针5.1 数组5.2 指针5.3 动态内存分配5.4 指针作为函数的参数5.5 指针数组与多级指针5.1 数组 数组：具有相同数据类型的若干变量按序进行存储的变量集合 。 数组有一维、二维和多维数组。5.1.1 一维数组 1. 一维数组的定义 数据类型 数组名常量表达式； 如： int a10; 说明： (1) 数组名与变量名一样都是标识符，必须遵循标识符的命名规则。 (2) “数据类型”是指数组元素的数据类型，可以是任一基本类型或构造类型，同一个数组的每个元素都具有相同的数据类型。第5章 数组与指针5.1 数组5.1.1 一维数组（续一） (3) “常量表达式”必须用方括号括起来，指的是数组的元素个数（又称数组长度），它是一个整型值，其中可以包含常数和符号常量，但不能包含变量。 (4) 数组元素的下标从0开始，即数组中第一个元素的下标为0。如上面定义的数组a的第一个元素是a0。 (5) 一个数组中的所有元素在内存中是连续存放的。 2. 一维数组的引用 引用格式： 数组名下标 其中下标可以为整型常量或表达式 注意：引用数组元素时，不要使下标越界！ 如上面的数组a，其下标应为09！第5章 数组与指针例5.1 一维数组的引用 #include void main() int i,a10; for(i=0; i10; i+) ai = i*10; for(i=0; i10; i+) cout ai ; cout endl; 程序运行结果为：0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 第5章 数组与指针5.1 数组5.1.1 一维数组（续一） 3. 一维数组的初始化 在定义数组的同时为数组元素提供初始值，称为数组的初始化。一维数组初始化的一般格式为： 数据类型 数组名常量表达式 = 值1, 值2, , 值n； 例如： (1) int a5 = 1,2,3,4,5; (2) int a = 1,2,3,4,5; 不指定数组长度，根据初值个数自动确定长度 (3) int a5 = 1,2,3; 初值个数小于数组长度，后面元素值自动赋为0 (4) int a5 = 0; 初值只写出一个0，则将所有元素都初始化为0第5章 数组与指针例5.2 用一维数组处理Fibonacci数列的前40项#include #include void main()int i;int f40=1,1;for(i=2; i40; i+)fi = fi-1 + fi-2;for(i=0; i40; i+)cout setw(12) fi;if( (i+1)%5 = 0)cout endl;cout endl;第5章 数组与指针例5.2（续）程序运行结果：第5章 数组与指针例5.3 用冒泡法对10个整数按从小到大的顺序排序分析：冒泡法的基本思想是通过相邻两个数之间的比较和交换，使较小的数逐渐从底部移向顶部，较大的数逐渐从顶部移向底部。以5个整数排序为例，过程如图所示。 整个排序过程由两层循环完成，第一次外层循环通过相邻两个数的比较交换，将待排序数据中的最大数8移到最后，此时最后一个数8已经排好序。第二次外层循环再把剩下的4个数两俩比较交换，将其中最大的数5移到a3的位置，此时最后两个数5，8已经排好序。一直到最后将所有数据都排好序。第5章 数组与指针例5.3（续一）#include #include void main()int i,j,t,a10;cout 请输入10个整数，用空格分隔：;for(i=0; i ai;for(i=0; i10-1; i+) for(j=0; j aj+1) t = aj; aj = aj+1; aj+1=t; cout 排序后的数据：; for(i=0; i10; i+) cout setw(5) ai; 第5章 数组与指针程序运行结果为：请输入10个整数，用空格分隔：8 3 9 18 32 42 17 24 25 13排序后的数据：3 8 9 13 17 18 24 25 32 42 5.1 数组5.1.2 二维数组 1. 二维数组的定义 数据类型 数组名常量表达式1常量表达式2； 如： int a23; 二维数组在内存中按行存放。 2. 二维数组的引用 引用格式： 数组名下标1下标2 其中下标可以为整型常量或表达式 第5章 数组与指针a00 a01 a02a10 a11 a12例5.4 二维数组的引用 #include void main()int i,j, a34;for(i=0; i3; i+)for(j=0; j4; j+) aij = (i+1)*10+j;for(i=0; i3; i+)for(j=0; j4; j+) cout aij ;cout endl;程序运行结果为：10 11 12 13 20 21 22 23 30 31 32 33 第5章 数组与指针5.1 数组5.1.2 二维数组（续） 3. 二维数组的初始化 （1）分行初始化 如： int a34 = 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 ; （2）按二维数组在内存中的排列顺序给各元素赋初值 如： int a34 = 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 ; （3）对部分数组元素初始化 如： int a34 = 1,2,3,4,5,6,7,8 ; int a34 = 1,2,3,4,5,6,7;第5章 数组与指针例5.5 将两个2*3的二维数组中的对应元素的值相加后存入第3个数组中，并输出到屏幕。 #include #include void main()int i,j,c23;int a23=1,2,3,4,5,6;int b23=7,8,9,10,11,12;for(i=0; i2; i+)for(j=0; j3; j+)cij=aij+bij;for(i=0; i2; i+)for(j=0; j3; j+)cout setw(4) cij;cout endl; 程序运行结果为： 8 10 12 14 16 18第5章 数组与指针例5.6 找出4*4二维数组中对角线上元素的最大值。 #include #include void main()int a44 = 11,24,53,14,51,36,27,18,29,15,41,62,23,84,75,26;int i,j,max;for(i=0; i4; i+)for(j=0; j4; j+)cout setw(4) aij;cout endl;max = a00;for(i=1; i max)max = aii;cout 对角线的最大值是： max;程序运行结果为： 11 24 53 14 51 36 27 18 29 15 41 62 23 84 75 26 对角线的最大值是：41 第5章 数组与指针5.1 数组5.1.3 字符数组 1. 字符数组的定义 char 数组名常量表达式； char 数组名常量表达式1常量表达式2； 如： char a10, b34; 2. 字符数组的初始化 char 数组名常量表达式 = 字符1, 字符2, , 字符n； 如：char s10=c, , p, r, o, g, r, a, m； 注意：初值个数如大于数组长度会发生编译错误 若初值个数小于数组长度，后面多余元素赋为0 若初值个数与数组长度相同，定义数组时长度可以省略第5章 数组与指针5.1 数组5.1.3 字符数组（续一） 用字符串常量初始化字符数组： 如： char s10=“c program”; 或 char s10= “c program”; 注意这种方式要保证字符数组长度字符串的字符个数+1 3. 字符数组的引用 （1）单个数组元素的引用 如输出上面的字符数组s，可用以下语句： for(int i = 0; i10; i+ ) cout si; （2）字符数组的整体引用 也可用以下方式输出字符数组s： cout s；第5章 数组与指针5.1 数组5.1.3 字符数组（续二） 4. 字符串与字符串结束标志 C+使用字符数组存放字符串，为了测试字符串的实际长度，在字符串结尾定义了一个结束标志 0( ASCII码值为0的字符 ) 例5.9 求一个字符串的实际长度#include void main()char s20 = “C Program”; /后面的11个元素都初始化为 0int i, len=0;for(i=0; si!=0; i+)len+;cout len endl; 第5章 数组与指针5.1 数组5.1.3 字符数组（续三） 5. 常用的字符串处理函数 对字符串进行比较、复制等操作的系统函数，使用前需包含头文件string.h。 （1）strcmp() 函数比较两个字符串的大小 strcmp(字符串1，字符串2) 函数返回值： a字符串1与字符串2相等，函数返回值等于0；b字符串1大于字符串2，函数返回值等于1； c字符串1小于字符串2，函数返回值等于-1。 字符串比较规则：从两个字符串的第一个字符开始，每对相应字符按ASCII码大小进行比较，直到对应字符不相同或达到串尾为止。第5章 数组与指针例5.10 strcmp()函数的应用 #include #include void main()char a10 = Program;char b10 = Programer;char c10 = Problem;int i,j,k,l;i = strcmp(a,b);j = strcmp(a,c);k = strcmp(a,Program);l = strcmp(c,a);cout i j k l endl; 程序运行结果为： -1 1 0 -1第5章 数组与指针5.1 数组5.1.3 字符数组（续四） （2）strcpy() 函数复制字符串 strcpy(字符数组，字符串) 函数执行后将字符串复制到字符数组中。 注意： 字符数组必须定义得足够大，以便容纳复制过来的字符串。复制时，连同结束标志0一起复制。 不能用赋值运算符“=”将一个字符串直接赋值给一个字符数组，必须用函数strcpy()复制。第5章 数组与指针例5.11 strcpy()函数的应用 #include #include void main()char a20;char b20 = C+ Program;strcpy(a, b);strcpy(b, C+);cout a endl;cout b endl; 程序运行结果为：C+ ProgramC+第5章 数组与指针5.1 数组5.1.3 字符数组（续五） （3）strcat() 函数连接字符串 strcat(字符数组，字符串) 函数执行后将字符串连接到字符数组后面。 注意： 字符数组必须定义得足够大，以便容纳连接后的目标字符串。 连接后，第二个参数字符串的内容保持不变。第5章 数组与指针例5.12 strcat()函数的应用 #include #include void main()char a20 = C+ ;char b20 = Program;strcat(a, b);strcat(b, design);cout a endl;cout b endl; 程序运行结果为：C+ ProgramProgram design第5章 数组与指针5.1 数组5.1.3 字符数组（续六） （4）strlen() 函数求字符串实际长度（不包括结束符） strlen(字符串) （5）strlwr() 函数将字符串中的大写字母转换成小写 strlwr(字符串) 其中参数字符串是字符数组 （6）strupr() 函数将字符串中的小写字母转换成大写 strupr(字符串) 其中参数字符串是字符数组第5章 数组与指针例5.13 strlen()函数的应用 #include #include void main()char a20 = C+;int i = strlen(a);int j = strlen(C+ Program);cout i j endl; 程序运行结果为：3 11第5章 数组与指针例5.14 strlwr()和strupr()函数的应用 #include #include void main()char a20 = C+ Program;char b20 = C+ Program;strlwr(a);strupr(b);cout a endl;cout b endl; 程序运行结果为：c+ programC+ PROGRAM第5章 数组与指针5.2 指针5.2.1 地址与指针的概念 1. 内存地址 计算机的内存储器被划分成一个个的存储单元，这些存储单元按一定的规则编号，这个编号就是存储单元的地址。 每个存储单元的大小为一个字节，每个单元有一个唯一的地址。 2. 变量的地址 在程序中定义的所有变量，都要分配相应的存储单元，不同类型的数据所需要的存储空间的大小不同。 系统分配给变量的内存空间的起始单元地址称为该变量的地址。 如： int a； 则0x3000为变量a的地址第5章 数组与指针5.2 指针5.2.1 地址与指针的概念（续） 3. 指针与指针变量 （1）指针：一个变量的地址也称为该变量的指针。 （2）指针变量：用于存储其它变量的指针(即地址)的变量。 指针变量的定义： 数据类型 *指针变量名； 如： int *p1； float *p2; char *p3; 注意：指针变量所指向的变量类型不能改变 指针变量必须指向具体内存地址才能引用，如： int *p; *p=10; （3）指针运算符(*)与取地址运算符(&)第5章 数组与指针例5.15 通过指针变量存取变量的值 #include void main()int a, *p1;double b, *p2;char c, *p3;p1 = &a;p2 = &b;p3 = &c;*p1 = 10;*p2 = 11.2;*p3 = A;cout a endl;cout b endl;cout c endl; 程序运行结果为：1011.2A第5章 数组与指针例5.16 输入a和b两个数，按从小到大的顺序输出 #include void main()int a, b;int *p1, *p2, *p; cout a b;p1 = &a;p2 = &b;if( *p1 *p2 )p = p1;p1 = p2;p2 = p;cout min= *p1 max= *p2 endl; 程序运行结果为：请输入两个整数：30 10min = 10 max = 30第5章 数组与指针5.2 指针5.2.2 指针运算 指针运算包括算数运算、关系运算与赋值运算。 指针可以与整数进行加减运算，结果与指针所指向的数据类型有关。p+n表示指针p当前所指向位置后面第n个同类型数据的地址， p-n表示指针p当前所指向位置前面第n个同类型数据的地址。 指向同一种数据类型的指针可以进行关系运算。如果两个相同类型的指针相等，表示这两个指针指向同一个地址。 指针也可以与0进行比较运算，如果p=0成立，我们称p是一个空指针，即指针p还没有具体指向。 为了避免使用没有指向的指针，在定义指针变量时，可以将其初始化为0（也可以写成NULL）。第5章 数组与指针例5.17 指针与整数的加减运算 #include void main()int a, *p1,*p2;double b, *p3, *p4;p1 = &a;p3 = &b;cout p1 p3 endl;p2 = p1+1; /p1+1与p3+1的含义不同，与指针数据类型有关p4 = p3+1;cout p2 p4 endl;p2 = p1-1; /p1-1与p3-1的含义不同，与指针数据类型有关p4 = p3-1;cout p2 p4 endl;p2 = p1+5;p4 = p3+5;cout p2 p4 endl; 程序运行结果为：0x0012FF7C 0x0012FF6C0x0012FF80 0x0012FF740x0012FF78 0x0012FF640x0012FF90 0x0012FF94第5章 数组与指针例5.18 使用空指针 #include void main()int a, *p=NULL;cout p endl;if(p!=NULL)*p=10;cout 将10赋值给p所指向的地址 endl;elsecout p是空指针，不能使用！ endl;p = &a;cout p endl;if(p!=NULL)*p=10;cout 将10赋值给p所指向的地址 endl;elsecout p是空指针，不能使用！ endl; 程序运行结果为：0x00000000p是空指针，不能使用！0x0012FF7C将10赋值给p所指向的地址第5章 数组与指针5.2 指针5.2.3 用指针处理数组 数组在内存中是连续存放的，数组名就是数组的首地址（第一个元素的地址），指针可以与整数进行加减运算，利用这一性质可以方便地用指针处理数组。 第5章 数组与指针例5.19 使用指针输出数组中的所有元素 #include void main()int a6 = 1,2,3,4,5,6;int *p;p = a;for(int i=0; i6; i+)cout *p ;p+;cout endl; 程序运行结果为：1 2 3 4 5 6第5章 数组与指针例5.20 指向同一个数组的两个指针的减法运算#include void main()int a10 = 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;int *p1, *p2;p1 = a;p2 = &a3;cout p2-p1 endl;p1 = &a2;p2 = &a7;cout p2-p1 endl; 程序运行结果为：3 5第5章 数组与指针5.3 动态内存分配 在程序运行过程中根据需要动态分配存储空间，不需要时还可以将空间释放，通过new和delete运算符实现。 1. 动态分配一个数据的存储空间 通过new运算符实现动态分配内存，格式如下： new 类型名（初值） 如： int *p1, *p2; p1 = new int(10); p2 = new int; 运算符delete用来删除由运算符new动态分配的存储空间。使用格式如下： delete 指针名; 如：delete p1; 第5章 数组与指针5.3 动态内存分配 2. 动态分配多个连续的数据存储空间 通过new运算符动态分配数组，格式如下： new 类型名整型表达式 如： int *p1; p1 = new int10; 用delete删除动态数组时，要在指针前加 “”。格式如下： delete 指针名; 如：delete p1; 第5章 数组与指针例5.21 动态内存分配的使用#include void main()int *p1, *p2;p1 = new int(10);p2 = new int10;int i;for(i=0; i10; i+)*(p2+i) = i;cout *p1 endl;for(i=0; i10; i+)cout *(p2+i) ;cout endl;for(i=0; i10; i+)cout p2i “ ”; / p2i 与 *(p2+i)所访问的数据相同cout endl; delete p1;delete p2; 程序运行结果为：100 1 2 3 4 5 6 7 8 90 1 2 3 4 5 6 7 8 9 第5章 数组与指针5.4 指针作为函数的参数5.4.1 指针变量作为函数的参数 指针作为函数的参数，实际上传递的是变量的地址，进行的是地址传递。 例5.22 指针作为函数参数，被调函数中交换参数值第5章 数组与指针#include void swap(int *x, int *y);void main()int a, b;a = 10;b = 20;swap(&a, &b);cout a , b endl;void swap(int *x, int *y)int temp;temp = *x;*x = *y;*y = temp;5.4 指针作为函数的参数5.4.1 指针变量作为函数的参数（续） 例5.22 程序运行过程中变量值的变化分析第5章 数组与指针(a)(b)(c)(d)程序运行结果为：20，105.4 指针作为函数的参数5.4.2 数组作为函数的参数 数组元素作为函数的参数，与普通变量作为函数的参数相同。数组名作为函数的参数实际上传递的是数组的首地址，进行的是地址传递。 例5.23 编写一个函数，将数组中的元素按照相反的顺序存放 分析：将数组名和元素个数作为函数的参数，可以通过地址访问数组中的所有元素。在函数中将数组的第一个元素与最后一个元素交换，第二个元素与倒数第二个元素交换，一直进行到中间，即完成反序存放。第5章 数组与指针例5.23 源程序#include void inv(int x, int n);void main()int i,a10=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;cout 原数组： endl;for(i=0;i10;i+)cout ai ;cout endl;inv(a,10);cout 交换后的数组： endl;for(i=0;i10;i+)cout ai ;cout endl; 程序运行结果为：原数组：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9交换后的数组：9 8 7 6 5 4 3 2 1 0第5章 数组与指针void inv(int x, int n)int temp,i,j,m;m=(n-1)/2;for(i=0;i=m;i+)j=n-1-i;temp=xi;xi=xj;xj=temp; 注意：由于传递的是数组地址，因此形参x和实参a指向相同的内存地址，因此在函数体中对x的操作实际上就是对a的操作例5.23 （续）第5章 数组与指针注意：数组名作为函数参数传递的是数组首地址，因此也可以直接将形参改为指针，当数组名作为实参时，同样能够传递数组首地址。将函数inv()做以下修改：void inv(int *x, int n)int *i, *j, temp, m;m=(n-1)/2;for(i=x, j=x+n-1; ij; i+, j-)temp=*i;*i=*j;*j=temp;5.5 指针数组与多级指针5.5.1 指针数组 数组元素是指针的数组，称为指针数组。 定义格式： 类型名 *数组名常量表达式; 如： int *p110; double *p210; 第5章 数组与指针例5.24 用指针数组处理二维数组的元素#include void main()int line33=1,0,0, 0,1,0,0,0,1;int *p_line3; /声明整型指针数组p_line0=line0; /初始化指针数组元素p_line1=line1;p_line2=line2;coutMatrix test:endl; /输出单位矩阵for(int i=0;i3;i+) /对指针数组元素循环for(int j=0;j3;j+) /对矩阵每一行循环coutp_lineij ;coutendl; 程序运行结果为：1 0 00 1 0 0 0 1第5章 数组与指针5.5 指针数组与多级指针5.5.2 多级指针 如果一个指针变量保存的是另一个指针变量的地址，我们称之为指向指针的指针，或多级指针。 定义格式： 类型名 *指针变量名; 如： int *p1; double *p2; 第5章 数组与指针例
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