C语言数组讲解

.,/17,例求一个班100个学生的平均成绩，然后统计高于平均分的人数。使用简单变量和循环结构相结合的方法求平均成绩：aver=0;for(i=1;i=100;i+)scanf（“f”，,.,/17,若要统计高于平均分的人数，则无法实现。mark是一个简单变量，存放的是最后一个学生的成绩。,用已有知识解决方法：1.再重复输入成绩，带来两个问题：（1）输入数据的工作量成倍增加；（2）若本次输入的成绩与上次不同，则统计的结果不正确。,2.使用100个变量mark1，mark2,mark99,mark100。,.,/17,分析：1.此100个变量均为学生成绩，表示同一类对象。2.数据类型相同。3.可以用序号区分不同的变量。,解决此问题的根本方法，引入数组，始终保持输入的数据，一次输入，多次使用。,.,除了int、float、char等基本数据类型外，C语言还提供了构造数据类型，来满足不同应用的需要。构造数据类型是由基本数据类型按一定规则组成的，也称作“导出类型”。构造数据类型包括数组、结构体、共用体。数组（array）能将具有相同类型的数据组合在一起，通常是用于处理批量数据。Anarrayisadatatypethatusessubscriptedvariablesandmakespossibletherepresentationofalargenumberofhomogeneousvalues.,第4章数组和指针,.,数组的维数,数组中能唯一确定数组元素的下标的个数称为数组的维数一维数组：只用一个下标就能区分数组中的不同元素的二维数组：要用两个下标才能区分数组中的不同元素,16一维数组34二维数组234三维数组inta6;intb34;intc234;,.,/17,4.1一维数组4.1.1一维数组的定义与初始化,1.一维数组定义类型定义符数组名整型常量表达式；【例如】inta6;,数组名表示内存首地址，是地址常量,编译时系统分配连续内存内存字节数=数组维数*sizeof(元素数据类型),数组a在内存占24字节(6*4字节),.,Aone-dimensionalarraydeclarationisatypefollowedbyanidentifierwithabracketedconstantintegralexpression.Thevalueoftheexpression,whichmustbepositive,isthesizeofthearray.Itspecifiesthenumberofelementsinthearray.Thearraysubscriptscanrangefrom0tosize-1.Thelowerboundofthearraysubscriptsis0andtheupperboundissize-1.,.,/17,4.1.1一维数组的定义与初始化,【例如】floatscore50;charname20;注意：不能用变量定义数组的长度。floatscoren;当定义数组语句中不同时给变量赋值时，方括号内不得为空。inta;数组一旦定义，数组的大小就不能再改变。常用的办法是用符号常量来指定元素个数。#definesize50floatscoresize;,.,/17,4.1.1一维数组的定义与初始化,2.一维数组初始化类型定义符数组名常量=值1，值2，值n；例如：inta6=1，2，3，4，5，6;inta=1，2，3，4，5，6;两者等价于：a0=1;a1=2;a2=3;a3=4;a4=5;a5=6;例如：inta6=1,2;等价于：a0=1;a1=2;a2=0;a3=0;a4=0;a5=6;intc10=0;/将0赋给c0c9inta=1，2;/等价于：a0=1;a1=2;,.,/17,4.1.2一维数组元素的引用与操作,1.数组元素的引用数组名下标注意：（1）数组元素的下标从0开始（2）引用数组元素时，只能单个引用，不能一次引用整个数组inta6;a=3,4,5,6,7;a6=3,4,5,6,7;（3）下标不要超出数组的范围，否则导致错误的程序结果。,.,2.数组的赋值可以在定义数组时对数组中的全部变量或部分变量赋值（即数组的初始化）。可以在语句中为变量赋值。利用循环依次为每个数组元素赋值或输入值。,4.1.2一维数组元素的引用与操作,main()inti,a5;for(i=0;i5;i+)ai=i;/用循环结构直接对数组赋初值for(i=0;i5;i+)printf(%d,ai);printf(n);,运行结果为：0，1，2，3，4,.,用交互的循环结构对数组赋初值,main()inti,a5;for(i=0;i5;i+)printf(a%d=,i),scanf(%d,.,例：定义长度为10的整型类型一维数组并完成以下功能：从键盘输入10个整数,分别存放在10个数组元素中；输出数组中的各元素值；按逆序输出数组中的各元素值。,main()inti,a10;for(i=0;i=0;i-)printf(%4d,ai);printf(n);,应用举例,.,下标越界:差一错误off-by-oneerror,在C语言中，有N个元素的数组其元素下标的允许取值范围为0到N-1，不存在下标为N的元素。例如这段代码本意是要设置数组a中的10个元素均为0。但通常编译器按内存递减方式分配内存，使得内存中a9之后的4个字节分配给i。本来计数器i的值为10，循环体内将并不存在的a10设为0，实际是将i值设为0，就陷入死循环！,main()inti,a10;for(i=1;i=10;i+)ai=0;printf(%d,ai);,.,4.1.3数组应用1.比较法排序,由键盘输入10个数，按由小到大排序输出解题方法：将10个数存入数组a将a(0)与a(1)、a(2)a(9)依次比较，哪个元素的值比a(0)小，就将它与a(0)的值交换，这样就将最小的数送到了a(0)中。再将a(1)与a(2)、a(3)a(9)依次比较，哪个元素的值比a(1)小，就将它与a(1)的值交换，这样就将最小的数送到了a(1)中。重复以上步骤。对于n个数，比较排序法的总运行次数为：(n-1)+(n-2)+3+2+1=n*(n-1)/2.,.,/17,1.比较法排序,.,1.比较法排序,#includemain()inti,j,a10;srand(time(0);for(i=0;iaj)ai=aj=ai=aj;for(i=0;ia1）则两者交换，这样就将将最大的数放在an-1中；再将a0、a1、an-2这n-1个数进行同样的相邻两数比较，若为逆序则两者交换，这样就将这n-1个数中最大的数被放在an-2中；重复以上步骤，经过n-1趟比较交换完成冒泡法排序。,.,/17,用冒泡法排序将10个整数按从小到大的次序排列出来。,2.冒泡法排序,.,/17,#include#defineN10/数据的个数main()intaN=5,12,29,47,9,18,13,50,38,2;inti,j,k,t;for(i=0;iaj+1)t=aj;aj=aj+1;aj+1=t;printf(n最后的排序结果:n);for(i=0;i=0;i-)/如果要插入的数比元素值小，则该元素直接向后移位if(xai)ai+1=ai;elsebreak;/表示找到插入点，退出循环ai+1=x;/插入数据,数组应用II-插入,.,数组应用III:不改变顺序，删除指定的数字,main()inti,j,del=0,inta10=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,x=5;for(i=0;i10;i+)printf(%4d,ai);putch(n);for(i=0;i10-del;i+)/删除后数组的容量减小一if(x=ai)for(j=i;j10;j+)aj=aj+1;i-;/还原到删除位置，以处理连续删除del+;for(i=0;i10-del;i+)printf(%4d,ai);,删除前：12345578910删除后：123478910,.,二分法检索(在序列x中检索y的位置）前提：有序数列（以递增序为例）原理：等分区间；若y小于中间数，则取左半边，否则取右半边。再等分，再比较例：对于区间a,b等分为若y=xk则位置为k若yxk则取新区间k+1,b(即a=k+1),数组应用IV二分查找(检索),.,二分法查找递增序列,main()intx10=34,56,78,87,88,90,101,112,520,888;inty,i,k,a=0,b=9;for(i=0;ib)printf(ERROR);elseprintf(nx%d=%dn,k,xk);getch();,.,/17,4.2二维数组4.2.1二维数组的定义和初始化,1.定义需要两个下标才能标识数组中某个元素的位置，也称为矩阵。Useatwo-dimensionalarrayiftwootheridentifiersareneededtodeterminethevalueofinterest.定义格式为：类型定义符数组名常量表达式1常量表达式2,列数,行数,inta23；,逻辑结构,存储结构,.,/17,4.2.1二维数组的定义和初始化,2.二维数组的初始化和引用两种初始化方式：按行初始化：每一对花括号对应一行的元素。按存放顺序初始化：按内存中的存放顺序将初始值分别赋值给对应的元素。,inta23=1,2,3,4,5,6;inta23=1,2,3,4,5,6;inta3=1,2,3,4,5,6;,.,/17,4.2.1二维数组的定义和初始化,intd34=1,2,3,4,5,6;intd4=1,2,3,4,5,6;intd34=1,0,0,0,2,3,0,0,4,5,6;intd4=1,0,0,0,2,3,0,0,4,5,6;,inte34=0,0,0,1,0,0,2,3,0,4,5,6;inte4=0,0,0,1,0,0,2,3,0,4,5,6;inte34=0,0,0,1,0,0,2,3,0,4,5,6;,.,/17,4.2.1二维数组的定义和初始化,3.二维数组在内存中的存放M行N列的二维数组a，aij的位置公式为：i*N+j+1数组元素aij存储映射关系为：aija0N*i+j,Realcomputermemoryhasonlyonedimension,i.e.eachlocationisidentifiedwithonlyonecomponentofaddress.因此，二维数组元素可用它相对数组首元素00位置的偏移量来表示(称为存储映射关系storagemapping)。对二维数组元素的操作除了用二重循环外，还可以用一重循环实现。InC,oranyotherlanguagesupportingarrayswithdimensionsizesgreaterthanone,two-dimensionalarrayssimulatetheeffectofusingtwocomponentsofaddress.Todothis,thearrayismappedintoconsecutivememorywithrow0svaluesfirst,thenrowonesvalues,etc.Youcanthinkofthisasasetofonedimensionalarraysholdingthecolumnvaluesasasinglevalueintherowsvalues.,.,/17,二维数组元素的引用,对二维数组inta34中各元素的输出操作for(i=0;i3;i+)for(j=0;j4;j+)printf(%4d,aij);for(i=0;i3;i+)for(j=0;j4;j+)/用相对a00位置的偏移量来表示printf(%4d,a04*i+j);for(i=0;i12;i+)/用相对a00位置的偏移量printf(%4d,a0i);,.,求矩阵特征值之和,#defineN3main()inti,j,s=0,aNN=1,1,1,2,1,1,2,2,1;/显示矩阵a33printf(对于矩阵a%d%dn,N,N);for(i=0;iN;i+)for(j=0;jN;j+)printf(%4d,aij);putch(n);/主对角线元素之和for(i=0;iN;i+)s+=aii;printf(n主对角线元素之和s=%dnn,s);,二维数组的应用举例矩阵,.,/副对角线元素之和s=0;for(i=0;iN;i+)s+=aiN-1-i;printf(副对角线元素之和s=%dnn,s);/上元素之和s=0;for(i=0;iN;i+)for(j=i;jN;j+)s+=aij;printf(“上元素之和s=%dnn,s);,二维数组的应用举例矩阵（续1）,.,/下元素之和s=0;for(i=0;iN;i+)for(j=0;j=i;j+)s+=aij;printf(下元素之和s=%dnn,s);/周边元素之和s=0;for(i=0;iN;i+)for(j=0;jN;j+)if(i=0|i=N-1|j=0|j=N-1)s+=aij;printf(周边元素之和s=%dnn,s);getch();,二维数组的应用举例矩阵（续2）,.,Tips：对于int型一维数组a和二维数组b用sizeof(a)/sizeof(int)得到数组a的大小；用sizeof(b)/sizeof(b0)二维数组b的行数sizeof(b0)/sizeof(int)二维数组b的列数,【例】显示二维数组b的各元素#includemain()intb4=0,1,0,0,1,0,0,0,2,6,4,i,j;for(i=0;isizeof(b)/sizeof(b0);i+)for(j=0;jsizeof(b0)/sizeof(int);j+)printf(%5d,bij);printf(n);,二维数组的应用举例sizeof的使用,.,main()intx43=1,2,3,2,3,4,3,4,5,0,0,1;inti,j,k,row=0,column=0,min,m=4,n=3;for(i=0;imax)max=xij,row=i,column=j;for(k=0;k-1,应用举例：求二维数组的鞍点saddlepoint，即该位置上的元素是该行上的最大值，是该列上的最小值。鞍点可能不存在,.,main()inta53=1,2,3,2,3,4,3,4,5,4,5,6,5,6,7;inti,j,max5,min3;/先把每行第1个数当最大值每列第1个数当最小值for(i=0;imaxi)maxi=aij;if(aijminj)minj=aij;/如最大值最小值是同1个数，找到鞍点for(i=0;i5;i+)for(j=0;j3;j+)if(maxi=minj)printf(a%d%d=%d是鞍点n,i,j,aij);,寻找鞍点方法二：直接找出所有行的最大值所有列的最小值。一比对，若该行的最大值与该列的最小值相等，该位置的数就是鞍点。,.,4.2.3多维数组,当需要用多个下标来确定数组元素时，数组称为多维数组。Thereisnolimitinthelanguageastothenumberofdimensionsthatanarraymaybegiven.Eachdimensionrequiresasizespecifierwithinapairofbrackets.1.多维数组的定义类型数组名常量表达式1常量表达式2常量表达式n；【例如】定义一个整型三维数组：intb234;,以下标0、1为变量i，下标0、1、2为变量j，下标0、1、2、3为变量k，就可以用三重循环结构对数组的每一个元素进行处理了。,.,多维数组初始化,对于三维数组，可将其看作多个二维表格，即可以把它看成是由多个二维数组构成的。依此类推，一个n维数组可以看成是由多个n-1维数组构成的。前面数组b有24个元素，它们在内存中排列顺序跟二维数组类似：先变化第三个下标，然后变化第二个下标，最后变化第一个下标。【例如】以三维数组初始化为例：intb234=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24;由第一维为2，可认为b数组由两个二维数组组成，每个二维数组为3行4列。初始化时，对每个二维数组以按行初始化的方法，分别用花括号把各行元素值括起来，并且将三行的初值再用花括号括起来。,.,多维数组的一维表示,多维数组元素也可用它相对数组首元素位置的偏移量来表示。三维数组bLMN的数组元素bijk的存储映射关系为：bijkb00M*N*i+N*j+kExample:intb234;causesthecompilertoreservespacefor2arraysof3arraysof4integersincontiguousmemory.Thus24contiguousintegersarereserved.Astoragemappingfunctionisusedtotranslateanarrayreferenceintoapointerreference.Inthiscase,thestoragemappingfunctionmaps:bijk*(b000+3*4*i+4*j+k),.,4.3字符型数组,在C语言中，存储字符串必须使用类型为char的字符型数组。字符型数组的每个数组元素存放一个字符的ASCII码。字符串的结束标志是0。在存储一个字符串时，系统自动在其末尾添加一个结束标志0（数字0）。0不包括在字符串长度内。ThestringinCprogramminglanguageisactuallyaone-dimensionalarrayofcharacterswhichisterminatedbyanullcharacter0.例如，对于定义的字符数组chara10=Hello;,.,通常，一个字符串用一维字符型数组来存放,多个字符串用二维字符型数组来存放。如果要将三个字符串置于字符数组s中HowareyouGoodmorningGoodbye可定义为：chars313;,4.3字符型数组,.,4.3.1字符数组的初始化,chara=abcde;charc5=Boy,Girl;以下赋值语句也是合法的：chara6=abcde;chara6=abcde;chara6=a,b,c,d,e;chara=a,b,c,d,e,0;charc25=Boy,Girl;charc5=Boy,Girl;charc25=Boy,Girl;,.,注意,（1）字符数组的长度应该大于实际存储的字符串长度。否则按语法错误处理。（2）使用字符常量初始化时，如果字符末尾没有0，则字符数组不能按字符串处理，只能对字符逐个进行处理。比如，数组a用单个字符来初始化，chara5=a,b,c,d,e;最后一个元素不是0，它就不是字符串，就不能用字符串方法（如gets()、puts()、scanf()或printf()中%s格式）来操作。（3）一维字符数组在初始化时，可以省略其长度，默认长度为初始化字符串的长度加1。如果没有初始化赋值，则必须说明数组的长度。（4）单引号是字符常量定界符，双引号是字符串常量定界符。（5）不能使用赋值语句将一个字符串常量或字符数组直接赋给一个字符数组。chara5;a=abcde;/是错误的。,4.3.1字符数组的初始化,.,字符数组的输入从键盘输入的三种方法,1、用gets函数输入整个字符串能输入含空格字串并把回车转成02、在scanf函数中用格式符%s输入整个字串只能输入不含空格符的字符串chara10;scanf(%s,a);3、在scanf函数中用格式符%c逐个输入字符chara12;inti;for(i=0;i12;i+)scanf(%c,.,对于二维字符数组，可看成若干个一维字符数组（每个一维字符数组是一个字符串），使用时用二维字符数组行下标来表示二维字符数组中各个字符串的首地址。main()chars313;inti;for(i=0;i3;i+)gets(si);for(i=0;ib字串strcmp(a,b)0a字串b字串（字符串比大小，按ASCII码比较，先比第1个字符。）,常用的字符串处理函数-字符串比较,.,#includemain()charc7=abcdef,s4=abc,t=acb;inta,b;a=strcmp(c,s);b=strcmp(c,s);printf(%dn%d,a,b);,常用的字符串处理函数-字符串比较举例,在TC2.0中的运行结果:100-1,在VC+中的运行结果:1-1,.,数据比较时应注意,判断两个字符串是否相等时：不能使用if(a=b)应使用if(strcmp(a,b)=0)相等比较的总结,.,例如main()inti=0;chara=abcd,b=abcd;if(a=b)printf(Yes);elseprintf(No);结果居然是No，将if语句改为：if(strcmp(a,b)=0)后，结果就为Yes。,字符串比较时应注意,.,strlwr（字符串）将字符串中的大写字母转换成小写字母strupr（字符串）将字符串中的小写字母转换成大写字母,例：大小写转换函数应用main()chars100;gets(s);strupr(s);puts(s);strlwr(s);puts(s);,常用的字符串处理函数-字母大小写转换,.,#includemain()chara=wang,b=1234,user100,psw100;dosystem(cls);printf(请输入用户名);gets(user);strlwr(user);printf(请输入密码);gets(psw);while(strcmp(a,user)!=0|strcmp(b,psw)!=0);printf(n欢迎您：%s,user);,字符串应用举例：用户名和密码的验证I,.,#includemain()chara=wang,b=1234,user100,psw100;inti;dosystem(cls);printf(请输入用户名);gets(user);strlwr(user);printf(请输入密码);i=-1;doi+;pswi=getch();putch(*);while(pswi!=13);pswi=0;while(strcmp(a,user)!=0|strcmp(b,psw)!=0);printf(n欢迎您：%s,user);,字符串应用举例：用户名和密码的验证II,.,#includemain()chara1020=广州,武汉,上海,北京,成都,太原,郑州,南京,石家庄,天津,t20;inti,j;for(i=0;i0)strcpy(t,ai),strcpy(ai,aj),strcpy(aj,t);for(i=0;i10;i+)printf(%st,ai);,字符串应用举例：字符串的排序,.,4.4指针和数组,指针的应用与数组是密不可分的。数组a的指针是指数组a的起始地址，即int*p=a;,实际上，下标表达式ai就是按照指针表达式*(a+i)定义的。,.,指向数组的指针变量的赋值方法,方法1：在定义指针变量时赋值。inta10,*p=a;方法2：在定义指针变量后赋值。inta10，*p;p=a;结果：p是数组a的指针，指向a数组的第一个元素a0的首地址main()inti,a6=0,1,2,3,4,5,*p;p=a;for(i=0;i6;i+)printf(%d,ai);,可替换为*(a+i)或*(p+i),.,在程序中使用指针变量时应当注意,指针的变化+-使指针按它所指向的类型所规定的字节数在内存区中移动（跳动而不是滑动）。指针变量的运算+和*是同优先级，从右至左的结合方向。*p+和*(p+)等价*+p和*(+p)等价(*p)+表示p所指向的元素值加1。,.,通过指针的算术运算引用数组元素,指向数组的指针可以指向数组中的其它元素。main()inta10=2,4,5,8;int*p=a;/p指向a0printf(“%4d”,*p+);/输出a0,p指向a1printf(“%4d”,*p+);/输出a1,p指向a2printf(“%4d”,*p+);/输出a2,p指向a3printf(“%4d”,*p+);/输出a3,p指向a4运行结果是：2458,.,用*p+遍历整个数组,main()inta=9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,*p=a,i;for(i=0;isizeof(a)/sizeof(int);i+)printf(%d,*p+);getch();注意:这种方法造成了指针p的移动。,.,同样，可以用p+和地址偏移量遍历整个数组main()inta10=9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,*p;for(p=a;p-a10;p+)printf(“%d,*p);,运行结果：9,8,7,6,5,4,3,2,1,其中p中存放的是地址，p-a10表示p单元中的值减去数组a的首地址所得的单元数不超过10。注意:这种方法也造成了指针p的移动,用p+与地址偏移量遍历整个数组,.,通过带下标的指针变量引用数组元素,指向数组的指针变量也可以带下标定义了：inta10，*p=a;后：可以使用ai或pi或*(a+i)或*(p+i)这4种方法引用a数组中的第i个元素。注意：这些方法都不造成指针p的移动。,.,输出数组元素四种方法,main()inta10=10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,*p,i;p=a;for(i=0;i10;i+)printf(%d,ai);putch(n);for(i=0;i10;i+)printf(%d,pi);putch(n);for(i=0;i10;i+)printf(%d,*(a+i);putch(n);for(i=0;i10;i+)printf(%d,*(p+i);,.,利用指针变量对数组元素赋值,通过指针变量p实现数组元素的赋值：inta5,*p=a,i;for(i=0;i5;i+)printf(a%d=,i);scanf(%d,可替换成p-a5;p+)printf(a%d=,p-a);scanf(%d,p);,.,总结：数组遍历的6种方法,造成指针p的移动的2种方法(p必须初始化）*p+p+配合*p不造成指针p的移动的4种方法*(p+i)pi*(a+i)ai数组在C语言中是个二等公民：不能作为整体操作数组。但将指针变量指向一个数组后，就可以用对指针变量的操作去整体操作一个数组了。,.,在程序中使用指针变量时应当注意,常见的指针变量运算*(+p)先移指针，取出下一个单元的值。*(p+)先取出当前单元的值，再移指针。(*p)+先取出当前单元值，再使当前单元加1。不移指针。+(*p)先使前单元的值加1，再取出。不移指针。注意：*p+和*(p+)是等价的。数组和指针的统一性是C语言的长处之一。用指针可以很方便地访问数组和模拟动态分配的数组。但是，说数组和指针等价并不表示它们相同，甚至也不能互换。“等价”的意思是：指针算术和数组下标运算等价，指针和数组是不同的。(WayneThroop),.,遍历数组时指针的移动,在用指针变量遍历数组时，要特别注意指针是否移动。main()int*p,i,x10=10,9,8,7,6,5,4,3,2,1;p=x;for(i=0;i10;i+)printf(%d,*p+);printf(n);for(i=0;i10;i+)printf(%d,*p+);运行时并没有显示二行相同的9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,输出值发生错误,为什么？实际上,把*p+换成*(p+i),也可以避免出错。为什么？,第一个循环后p已经指向数组x的末尾。在第二个for循环开始后，发生错误，应该将在第二个for循环语句前加一句：p=x;,.,用指针实现比较法排序,#includemain()inti,j