C语言程序设计实用教程第6章.ppt

第6章数组,教学提示数组是由基本数据类型构造出来的、有固定大小和相同类型的变量的集合。通过数组可以对一批具有相同数据类型的数据进行处理。教学目标掌握一维数组、二维数组和字符数组的定义、初始化及基本操作，掌握数组元素的引用、赋值、输入和输出，并能运用数组解决数值和非数值数据处理中的典型问题。,6.1数组的概念,在实际应用中，有时要处理的数据量可能很大，例如要对几千名学生的成绩从高到低排序。对于这种需要处理大批相同类型数据的情况，在程序设计中最有效的办法就是使用数组。数组和循环相结合，编写出的程序魅力无穷。,6.1.1引例,例6.1求一个班100个学生的平均成绩，并统计成绩高于平均分的学生人数。,分析：求平均成绩，可用简单变量和循环结构相结合来完成，程序段如下：,floatscore,sum=0;for(i=1;i=100;i+)printf(“pleaseinputgradeofNo%d：”,i);scanf(“%f”,/*求出平均成绩*/,在本程序中能否统计高于平均分的学生人数呢?,用数组来解决这个问题，不仅效率高而且程序编写容易。#defineN100voidmain()inti,n=0;floatscoreN,sum=0,aver;printf(“pleaseinputstudentsgrade:”);for(i=0;iaver)n+;printf(“average=%.2fn”,aver);printf(“n=%d”,n);,scoreN表示数组，用来存放N个学生的成绩,scorei是数组元素，用来存放第i个学生成绩*,6.1.2数组中的相关概念,1数组：是指一组具有相同类型的数据的有序的集合。2数组下标：是数组元素在数组中位置的一个索引或指示。3数组元素：数组中的元素。4数组大小：数组中元素的个数，也称数组长度。5数组的维数：数组元素下标的个数。根据数组的维数可以将数组分为一维、二维、三维、多维数组。,62一维数组,只有一个下标的数组称为一维数组。一维数组通常和一重循环相配合，对数组元素进行处理。,6.2.1一维数组的定义定义数组即指明数组名、数组类型和数组大小，定义一维数组的格式为：类型标识符数组名整型常量表达式；,例如：inta10;定义了一个一维数组a，该数组有10个元素，其中每个数组元素都是整型数据。,一维数组定义说明:1.定义格式:类型标识符数组名整型常量表达式；2.例:inta10;,其中：1、类型标识符表示数组中元素的数据类型。2、数组名命名规则必须遵循C语言中的标识符命名规则。3、整形常量表达式表示数组长度，可以包含常量和符号常量，但不能使用变量，例如下面的定义是不对的：intn=10;intbn;,6.2.2一维数组元素的引用,数组元素的引用是用数组名加下标组成的。一维数组元素的引用形式为：数组名下标,需要注意的是：C语言中数组的下标是从0开始的。,例如若定义了一个数组：inta5;则数组a中的5个元素依次是:a0,a1,a4注意：下标从0到4，数组中并没有a5这个元素。,说明：1.引用数组元素时下标可以是整型变量、整形常量或整形表达式;2.数组元素本身可以看作是同一个类型的单个变量;3.C编译系统不会对数组下标越界进行检查。错误地引用越界数组元素可能会破坏数组后的其他数据，造成不可预料的后果。因此引用数组元素时，要注意避免下标越界。,例6.2写出下面程序的运行结果。main()inta10,i;for(i=0;i10;i+)ai=i+1;printf(“%3d”,ai);,程序运行时输出：12345678910,6.2.3一维数组的初始化,所谓数组的初始化，就是在定义数组的同时就给数组元素指定初值。,数组元素的值可以通过以下方式获得：1、通过赋值语句或输入语句得到，如:ai=i+1;scanf(“%d”,但两者是有区别的，前者在程序运行时进行，占用运行时间;后者则是在程序运行前，即编译阶段就给数组元素赋值，不占用程序运行时间。,一维数组的初始化有以下几种情形:,1、初始化全部数组元素。例如：inta5=1,2,3,4,5;或：inta=1,2,3,4,5;/*此时可以省略数组大小*/,2、初始化部分元素。例如：staticinta5=1,2;数组大小为5，但只有2个初值，这时只给前2个元素赋值，后面的3个元素的值都为0。即：a0=1，a1=2，a2、a3、a4均为0，这时数组长度不能省略。关键字“static”表示将数组定义成静态存储。,3将数组的所有元素初始化为0。例如：staticinta5=0；则数组a中元素值均为0。,注意：,（1）如果只是定义数组，而不对其进行初始化，例如：inta5；则数组a中元素的初始值为系统分配给数组元素的内存单元中的原始值，这些值对编程者来说是不可预知的，因此在使用时要注意。（2）若定义数组时在类型名前面加一个关键字static，即将数组定义成静态存储,这时不为数组赋初值，系统也会自动将全部元素赋以0值。例如：staticintb5；表示定义了一个静态数组b，该数组中所有元素值均为0。,6.2.4一维数组的存储结构,在定义一个数组后，系统会在内存中分配一段连续的存储空间，用来存放数组中的元素。一维数组中的元素按下标从小到大的顺序存放在内存中，每个元素占用的空间大小相同。,6.2.4一维数组的存储结构,例如若有定义：inta5；则数组a在内存中的存储形式如图6.1所示。,图6.1一维数组在内存中的存放结构,C语言规定：数组名代表数组在内存中的起始地址。根据数组起始地址和数组元素的下标，可以计算出数组中任一个元素的存储地址。计算公式如下：数组元素地址=数组起始地址+元素下标*sizeof(数组类型)例如，假设数组a的起始地址为1000,则a3的地址为：printf(“npleaseinputarraya(4numbers):”);for(i=0;i4;i+)/*注意下标范围，不要越界*/scanf(“%d”,例6.4求一维数组元素中的最大值及其所在下标。求最值及其位置是数组中一种常用的算法。,比如有一个存储5个学生成绩的数组：intcj=80,67,76,87,78;若想找出其中的最高分，我们可一下看出结果：cj3=87但如果不是5个成绩，而是500个成绩呢？我们就不能一眼看出了，而要不断地从一个个成绩里搜寻那个最大值。怎么在数组中找最大或最小值呢？,其实，求最值是一个重复“比较”的过程。,下面以5个数为例，看看如何找出5个数中的最大值：2、3、1、4、0,用max来表示最大值，loca表示其所在下标。1、首先假设第一个数就是最大值，即max=2，loca=0;2、把max和第二个数比较，3比max大，于是max=3,loca=1;3、把max和第三个数比较，1不比max大，max和loca都不变;4、把max和第四个数比较，4比max大，于是max=4，loca=3;5、把max和第五个数比较，0不比max大，于是max和loca都不变；最后，max=4，loca=3。,下面给出一个完整的程序：,规纳起来，对于n个数，要求其中的最大值，基本思路是这样的：1、假设第一个数就是最大值max；2、把max和下一个数比较，如果下一个数比max大，则将该数赋给max；3、重复第二步，直到比较到最后一个数为止。,#includemain()inta5=80,67,76,87,78;inti,max,loca;max=a0;loca=0;for(i=1;i5;i+)if(maxai)max=ai;loca=i;printf(“max=a%d=%dn”,loca,max);,假设第一个元素就是最大值，loca保存其下标,程序运行结果如下：max=a3=87,例6.5冒泡排序。,排序是数组的一个基本操作，即将数组中的元素按升序或降序排列。“冒泡排序”是一种典型的排序方法，以升序为例，冒泡排序的基本思想是：1、从前向后，依次比较相邻的两个元素，如果后面的比前面小，就将二者交换。如此反复比较，直到最后两个元素。此时，最大值已换到了最末位置，即最后一个元素已排好。2、对剩余元素重复第一步，直至将所有元素排好为止。,#include#defineN10main()intaN,i,j,t;printf(“pleaseinputarraya:”);for(i=0;iaj+1)t=aj;aj=aj+1;aj+1=t;printf(“aftersorted:”);for(i=0;i10;i+)printf(“%d”,ai);,63二维数组,具有多个下标的数组称为多维数组，其中最常用的是二维数组，也就是具有两个下标的数组。二维数组可以看作具有行和列的平面排列形式，如矩阵。,6.3.1二维数组的定义,定义二维数组的格式为：类型标识符数组名整型常量表达式整形常量表达式；例如：inta23;表示定义了一个23（2行3列）的整型二维数组a，该数组有23=6个元素，分别是a00、a01、a02、a10、a11、a12。,在C语言中，可以把二维数组看成是一个特殊的一维数组，该一维数组中的每个元素又都是一个一维数组。例如，可把上面定义的数组a23看成是一维数组，它有两个元素a0、a1，但a0、a1本身并没有一个具体的值，它们又都是含有3个元素的一维数组，比如说：a0就是一个由a00、a01、a02这三个元素构成的一维数组。,6.3.2二维数组元素的引用,二维数组元素的引用格式为：数组名行下标列下标,下标可以是整形常量、变量或表达式。例如，若有以下定义：inta23，i=1，j=2，k=0；则a00，aik，aj-1i，a1j+k都是对a数组元素的合法引用。注意：C语言中的数组下标是从0开始的，所以对于上面的数组a，其行下标范围为01，列下标范围为02，并不可能有a23这个元素。,6.3.3二维数组的存储结构,二维数组在内存中占据的也是一段连续的存储空间。二维数组的存放方式有按行存放和按列存放两种。C语言中，二维数组是按行存放的，即先放第一行元素，再放第二行元素。,例如，若有定义：inta23；则数组a在内存中的存放形式如图6.2所示。,图6.2二维数组在内存中的按行存放结构,根据数组起始地址和数组元素的下标，可以计算出二维数组中任一个元素的存储地址。设有一个mn的二维数组a，其元素aij的地址计算公式如下：注意：初始化的数据个数不能超过数组元素的个数，否则会出错。2、不分行的初始化。例如：inta23=1，2，3，4，5，6;3、只初始化部分数组元素。例如：staticinta23=1,2,4;staticinta23=1,2,4;4、初始化全部数组元素。此时可省略第一维的大小，但不能省略第二维的大小。例如：inta3=1,2，3，4，5，6;,6.3.5二维数组的典型实例,例6.7二维数组的输入输出。由于二维数组有行、列两个下标，其输入输出就要用二重循环实现。在C语言中，二维数组是按行存放的，因此输入输出二维数组的二重循环，一般用行下标作为外循环变量，列下标则作为内循环变量。,以下是一个3*3数组的输入输出程序示例:,main()inta33,i,j;printf(“inputarraya:”);for(i=0;i3;i+)for(j=0;j3;j+)scanf(“%d”,输出完一行后换行,程序运行效果如下：inputarraya:123456789outputarraya:123456789,例6.8输入5个学生的学号和3门课的成绩，求每个学生的平均成绩。输出所有学生的学号、3门课的成绩和平均成绩。,分析：可以建立一个5行5列的单精度型2维数组，其中，第0列存放学号，1，2，3列分别存放3门课的成绩，4列存放平均成绩。首先，依次输入5个学生的学号和3门课的成绩，存放到数组的0，1，2，3列。然后计算3门课的平均成绩，并存放到4列。对每个学生重复以上操作。最后，依次输出所有学生的学号、3门课的成绩和平均成绩。,#include#defineN5main()inti,j;floataN5;printf(“inputIDandgrades:n”);for(i=0;iN;i+)for(j=0;j4;j+)scanf(%f,for(i=0;iN;i+)printf(%-5.0f,ai0);for(j=1;j5;j+)printf(%-7.1f,aij);printf(n);,printf(“IDgrade1grade2grade3averagen”);,程序运行效果如下：inputIDandgrades:201677851202699874203876973204396876205446782IDgrade1grade2grade3average20167.078.051.065.320269.098.074.080.320387.069.073.076.320439.068.076.061.020544.067.082.064.3,例6.9产生一个44矩阵A，并将其行列互换后存放到矩阵B中。例如:,12345678910111213141516矩阵A,15913261014371115481216矩阵B,行列互换,对照A、B矩阵的元素，可以发现它们的对应关系如下：bij=aji其中,i=0,1,2,3；j=0,1,2,3,for(i=0;iN;i+)for(j=0;jN;j+)bij=aji;printf(Barray:n);for(i=0;iN;i+)for(j=0;jN;j+)printf(%-4d,bij);printf(n);,#include#defineN4main()inti,j,k,aNN;intbNN;printf(“inputarrayA:n”);for(i=0;iN;i+)for(j=0;jN;j+)scanf(%d,6.4字符数组与字符串,C语言中有字符常量、字符变量和字符串常量，但没有字符串变量。那如何存储字符串呢？在C语言中，可以用字符数组存放字符串。字符数组中的各个数组元素依次存放字符串的各个字符，字符数组的数组名代表该数组的首地址。这为处理字符串中个别字符和引用整个字符串提供了极大的方便。,6.4.1字符数组的定义与初始化,字符数组就是其元素类型为字符类型的数组。字符数组的定义形式类似于数值数组的定义，只是数据类型改为char。例如：charstr40;表示定义一个元素个数为40的字符数组,可以存放40个字符型数据。,与前面介绍的数值数组一样，字符数组也可以初始化。例如:charstr7=s,t,u,d,e,n,t;,6.4.2字符串,字符串是用双引号括起来的若干有效字符的序列。为了处理字符串方便，C语言规定以0作为“字符串结束标志”,0占用一个字节,ASCII码值为0。对于字符串常量，C编译系统自动在其最后增加一个结束标志0。因此，像字符串“program”虽然只有7个字符，但实际要占用8个字节。C语言中没有字符串类型，对字符串的处理常常用字符数组实现，即将字符串存放在字符数组中。,例如，定义了一个字符数组：chars15;若要将字符串“Howareyou?”存放在数组s中，可以有以下方法：s0=H;s1=o;s2=w;s3=;.,其存储状态如图所示。s0s1s2s3s4.s14,但在实际应用中，常常需要将字符串作为一个整体来处理。为了便于处理字符串，C语言中允许使用字符串来初始化字符数组。例如：chars15=“Howareyou?”;可以省略花括号。例如上例可写成：chars15=“Howareyou?”;,其存储状态如图所示。s0s1s2s3s4s14,自动在字符串未尾加上字符串结束标志0,6.4.3字符串的输入和输出,1、用scanf()、printf()函数输入输出。,（1）用%c格式符逐个字符输入输出。例如：chara10;for(k=0;k10;k+)scanf(“%c”,*/,（1）用%c格式符逐个字符输入输出。例如：chara10;for(k=0;k10;k+)scanf(“%c”,*/,（2）用%s格式符整串输入输出。例如：chara10;scanf(“%s”,a);/*输入字符串存入*/printf(“%s”,a);/*输出a数组中的字符串*/,注意：,1.用格式符%s输入（出）字符串，其输入（出）项必须以字符串的地址形式出现。2.用格式符%s输出字符串时，从输出项提供的地址开始输出，直到遇字符串结束符0为止。3.格式符%s不能输入带空格的字符串。,2、用gets()和puts()函数输入输出字符串。要使用这两个函数，必须在程序开头加上命令行：#include“stdio.h”。（1）gets函数调用形式：gets(str);函数功能：从键盘输入一个字符串到str中，以回车换行作为输入结束符，并自动将换行符转换为0。,（2）puts函数调用形式：puts(str);函数功能：将str所代表的字符串输出，同时将0转换成换行符。,例6.12字符串输入输出示例。#includemain()chara15,b20=abcdn1234;gets(a);puts(a);puts(b);,程序运行时，输入：Howareyou,输出：Howareyouabcd1234,6.4.4字符串处理函数,1.求字符串长度函数strlen()字符串长度是指字符串中的字符个数，但不包括字符串结束符。函数调用格式为：strlen(str)函数功能：求字符串str的长度，并将其作为函数值返回。,例如：intlen;chars10=”student”;len=strlen(s);则len的值为7，而strlen(“helloworld!”)的函数值为12。,2.字符串连接函数strcat()函数调用格式为：strcat(str1,str2)函数功能：将字符串str2连接到字符串str1的后面。,例如：chars112=English,s2=abc;strcat(s1,s2);连接后的串s1为Englishabc,串s2内容不变。,说明：str1一般为字符数组，要有足够的空间，以确保能放下连接后的字符串，,3.字符串复制函数strcpy()函数调用格式为：strcpy(str1,str2);函数功能:把源字符串str2复制到目标字符串str1中。,下列给字符数组赋值的方法是错误的：chars8;s=”program”;,但可以用以下方法:strcpy(s,”program”);,4.字符串比较函数strcmp()函数调用形式为：strcmp(str1,str2)；函数功能：将字符串str1,str2进行比较，并将比较结果作为函数返回值：若str1=str2，函数的返回值为0；若str1str2，函数的返回值为正整数；,字符串之间的具体比较规则是：将两个字符串从左至右逐个字符比较，直到出现不同字符或遇到其中任何一个字符串的0为止，并将此时两个字符串中的对应位置的字符按ASCII码的大小进行比较，将将这两个字符的ASCII码的差值作为比较结果由函数值带回。,较两个字符串是否相同，一般使用下面的形式：if(strcmp(str1,str2)=0).;而不能直接判断：if(str1=str2).;,6.4.5字符串数组的典型实例,例6.13不使用strcpy函数，编程实现字符串复制功能。分析：先用两个字符数组分别存放源字符串和目标字符串。复制时，一边读源字符串的字符，一边把该字符存入目标字符串，这个过程可以在一个循环中实现，循环结束的条件是遇到源字符串末尾的字符串结束符。完整程序如下：,#includestdio.hmain()chars180,s280;inti;printf(inputstrings2:n);gets(s2);i=0;while(s2i!=0)/*逐个字符地复制*/s1i=s2i;i+;s1i=0;/*加上字符串结束符*/puts(s1);,例6.14不使用strcmp()函数，编程实现两个字符串的比较。#includestdio.hmain()char