C语言程序设计-进阶篇：第6章 二维数组和字符数组

第6章二维数组和字符数组

C语言程序设计

—进阶篇内容概述1．二维数组的定义、引用、初始化、在计算机中的存储及其使用方法。2．字符串的输入输出操作及常用的字符串操作函数。教学目标1．掌握二维数组的定义、初始化及其使用方法。2．了解二维数组在计算机中的存储结构并对数据进行存储和管理。3．掌握字符串的输入输出方法，熟悉常用的字符串操作函数。4．学会使用数组解决实际问题的基本方法，能用一维数组和二维数组解决简单的实际问题。6.1.1二维数组的定义一般形式：

类型说明符数组名[常量表达式1][常量表达式2]其中常量表达式1表示第一维下标的长度，常量表达式2表示第二维下标的长度。例如：

inta[3][4];说明了一个三行四列的数组，数组名为a，其下标变量的类型为整型。

6.1二维数组

在一维线性内存空间中，如何在一维存储器中存放二维数组？一种是按行排列，即放完一行之后顺次放入第二行。另一种是按列排列，即放完一列之后再顺次放入第二列。在Ｃ语言中，二维数组是按行排列的。

上例中先存放a[0]行，再存放a[1]行，最后存放a[2]行。

6.1.2二维数组元素的引用

二维数组的元素也称为双下标变量，其表示的形式为：

数组名[下标][下标]

其中下标应为整型常量或整型表达式。其值是某一维的长度，即可取下标的最大值。

输入数组的12个元素……for(i=0;i<3;i++)

for(j=0;j<4;j++)

scanf("%d",&a[i][j]);……例如有定义：inta[3][4];输出数组的12个元素for(i=0;i<3;i++)

for(j=0;j<4;j++){printf("%5d",a[i][j]);

printf("\n");}6.1.3二维数组的初始化按行分段赋值可写为:

inta[5][3]={{80,75,92},{61,65,71},{59,63,70},{85,87,90},{76,77,85}};按行连续赋值可写为:

inta[5][3]={80,75,92,61,65,71,59,63,70,85,87,90,76,77,85};

这两种赋初值的结果是完全相同的。对于二维数组初始化赋值还有以下说明：可以只对部分元素赋初值，未赋初值的元素自动取0值。例如：

inta[3][3]={{1},{2},{3}};如对全部元素赋初值，则第一维的长度可以不给出,但第二维的长度不能省略。例如：

inta[3][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};

可以写为：

inta[][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};【例6.1】编程求一个4行4列矩阵的转置。矩阵的转置是指矩阵的a[i][j]与a[j][i]元素进行交换，即以对角线为轴的翻转：

1234159135678261014910111237111513141516481216

原始数据转置后数据#include“stdio.h”voidmain(){inti,j,t,a[4][4];

printf("pleaseenter16numbers:\n");

for(i=0;i<4;i++)

for(j=0;j<4;j++)

scanf("%d",&a[i][j]);

printf("Beforechange:\n");

for(i=0;i<4;i++){for(j=0;j<4;j++)

printf("%3d",a[i][j]);printf("\n");

}

for(i=0;i<4;i++)/*转置*/

for(j=i;j<4;j++){t=a[i][j];

a[i][j]=a[j][i];

a[j][i]=t;}

printf(“Afterchange:\n”);/*输出转置后矩阵*/

for(i=0;i<4;i++){for(j=0;j<4;j++)

printf("%3d",a[i][j]);printf("\n");

}

}该程序算法可描述为：

for(i=0;i<3;i++){找第i行的最大值max；

b[i]=max；

}而第i行是一个一维数组，该问题即演化为求一维数组最大值的问题。【例6.2】在二维数组a的各行中选出最大的元素组成一个一维数组b。#include“stdio.h”voidmain(){

inta[3][4]={{3,16,87,65},{4,32,11,108},{10,25,12,27}};

intb[3],i,j,max;

for(i=0;i<3;i++)

/*求每行的最大元素*/{

max=a[i][0];////

b[i]=max;

}for(j=1;j<4;j++)

if(a[i][j]>max)max=a[i][j];

printf("\narraya:\n");

for(i=0;i<3;i++){

for(j=0;j<4;j++)printf("%5d",a[i][j]);

printf("\n");}

printf("\narrayb:\n");

for(i=0;i<3;i++)printf("%5d",b[i]);

printf("\n");}【例6.3】设某班有M个学生，每个学生有N门课程的成绩，求每门课程的平均成绩和每个学生的平均成绩。

程序分析：

数组每行的各个元素是每个学生的N门课程的成绩，每列的各个元素是同一门课程里不同学生的成绩。所以，计算每门课程的平均成绩，即计算每列里各行元素的平均值，即第j列课程的平均成绩是(a[0][j]+a[1][j]+…+a[i1][j])/i；同理，计算每个学生的平均成绩，即计算每行里各列元素的平均值，即第i行学生的平均成绩是a[i][0]+a[i][1]+…+a[i][j1])/j；可设一个二维数组a[M+1][N+1]存放M个学生、N门课程的成绩。#include“stdio.h”#defineM3#defineN4voidmain(){

int

i,j,sum=0,l,a[M+1][N+1];

printf("pleaseinputstudents'score\n");

for(i=0;i<3;i++)/*给数组a赋初值*/{

for(j=0;j<4;j++)scanf("%4d",&a[i][j]);

printf("\n");}for(i=0;i<3;i++){

for(j=0;j<4;j++)sum=sum+a[i][j];

a[i][N]=sum/N;/*求每个学生的平均成绩*/sum=0;}for(j=0;j<4;j++){

for(i=0;i<3;i++)sum=sum+a[i][j];

a[M][j]=sum/M;/*求每门课程的平均成绩*/sum=0;}a[M][N]=0;/*给末知值的数组元素a[M][N]赋0*/

for(i=0;i<=3;i++){

for(j=0;j<=4;j++)printf("%4d",a[i][j]);

printf("\n");}}6.2字符数组

在C语言里没有字符串变量（数据类型），是用字符数组来表示字符串的。字符串总是以'\0'作为串的结束符，因此当把一个字符串存入一个数组时，也把结束符'\0'存入数组，并以此作为该字符串是否结束的标志。实际上，字符串就是一种以'\0'结尾的字符数组。cprogram\0例如charc[15]=“cprogram”;1．字符数组的定义一维字符数组：

char数组名[整型常量表达式];

例如:charc[10];

二维字符数组：

char数组名[整型常量表达式1][整型常量表达式2];

例如:charc[5][20];6.2.1字符数组的定义及初始化2.字符数组的初始化直接赋值字符

例如

charc[10]={'c','','p','r','o','g','r','a','m'};

用字符串常量直接初始化.

例如

charc[]=“cprogram”;

字符数组允许在类型说明时初始化赋值.6.2.2字符串的输入与输出

可使用循环语句逐个地输入输出字符数组中的每个字符,但通常使用printf()函数和scanf()函数一次性输出输入一个字符数组中的字符串。main(){charst[15];

printf("inputstring:\n");

scanf(“%s”,st);/*字符数组名是字符数组首地址*/

printf("%s\n",st);}输出字符不包含'\0'。用“%s”格式符时，输出项是数组名，而不是数组元素,下面写法是错误的:

printf("%s",c[]);×

printf("%s",&c);×当数组长度大于字符串实际长度，也只输出到'\0'结束。例如，

charc[10]={"well"};

printf("%s",c);当用scanf函数输入字符串时，字符串中不能含有空格，否则将以空格作为串的结束符。对字符数组输入/输出的几点说明：6.2.3常用字符串处理函数

1.字符串输出函数puts()

格式：puts(字符数组名)

功能：把字符数组中的字符串输出到显示器。即在屏幕上显示该字符串。例如:#include"stdio.h"voidmain(){charc[]="BASIC\ndBASE";

puts(c);}2.

字符串输入函数gets()

格式：gets(字符数组名)

功能：从标准输入设备键盘上输入一个字符串。本函数得到一个函数值，即为该字符数组的首地址。例如:

#include"stdio.h"voidmain(){charst[15];

printf("inputstring:\n");

gets(st);

puts(st);}3.字符串连接函数strcat()

格式：strcat(字符数组名1，字符数组名2)

功能：把字符数组2中的字符串连接到字符数组1中字符串的后面,并删去字符串1后的串标志’\0’。本函数返回值是字符数组1的首地址。例如:#include"string.h"voidmain(){charst1[30]="Yournameis";

intst2[10];

printf("inputyourname:\n");

gets(st2);

strcat(st1,st2);

puts(st1);}4.字符串拷贝函数strcpy()

格式：strcpy(字符数组名1，字符数组名2)

功能：把字符数组2中的字符串拷贝到字符数组1中。串结束标志‘\0’也一同拷贝。字符数名2也可以是一个字符串常量。这时相当于把一个字符串赋予一个字符数组。例如:#include"string.h"voidmain(){charst1[15],st2[]="CLanguage";

strcpy(st1,st2);

puts(st1);

printf("\n");}5.字符串比较函数strcmp()格式：strcmp(字符数组名1，字符数组名2)功能：按照ASCII码顺序比较两个数组中的字符串，并由函数返回值返回比较结果。

字符串1＝字符串2，返回值＝0； 字符串2〉字符串2，返回值〉0； 字符串1〈字符串2，返回值〈0。

本函数也可用于比较两个字符串常量，或比较数组和字符串常量。例如:#include"string.h"main(){

intk;charst1[15],st2[]="CLanguage";

printf("inputastring:\n");gets(st1);k=strcmp(st1,st2);

if(k==0) printf("st1=st2\n");

if(k>0) printf("st1>st2\n");

if(k<0) printf("st1<st2\n");}6.

测字符串长度函数strlen()

格式：strlen(字符数组名)

功能：测字符串的实际长度(不含字符串结束标志‘\0’)并作为函数返回值。例如:#include"string.h"main(){

intk; charst[]="Clanguage";k=strlen(st);

printf("The

lenthofthestringis%d\n",k);}定义3个辅助变量m、n、k，分别存放字符串中数字字符、小写字符和大写字符的个数，初值置为0。用gets()函数输入一个字符串ch，然后遍历字符串中的每一个元素，判断其为哪种字符即可。循环结束条件是ch[i]为'\0'，即遇到字符串结束标志。6.2.4程序举例【例6.11】编程统计一个字符串中数字字符、小写字符和大写字符的个数。#include<stdio.h>voidmain(){charch[80];

inti=0,m=0,n=0,k=0;

printf("请输入字符串:");

gets(ch);

while(ch[i]!='\0'){if(ch[i]>='0'&&ch[i]<='9')m++;

if(ch[i]>='a'&&ch[i]<='z')n++;

if(ch[i]>='A'&&ch[i]<='Z')k++;i++;}

printf("数字字符数:%d,小写字符数:%d,大写字符数%d:\n",m,n,k);}【例6.12】输入五个国家的名称按字母顺序排列输出。本题编程思路如下：五个国家名应由一个二维字符数组来处理。然而Ｃ语言规定可以把一个二维数组当成多个一维数组处理。因此本题又可以按五个一维数组处理，而每一个一维数组就是一个国家名字符串。用字符串比较函数比较各一维数组的大小，并排序，输出结果即可。#include“stdio.h”#include“string.h”voidmain(){charst[20],cs[5][20];

inti,j,p;

printf("pleaseinputcountry'sname:\n");for(i=0;i<5;i++)

gets(cs[i]);

printf("\n");

printf("\nthecountry'snameissorted\n");

for(i=0;i<5;i++){p=i;

strcpy(st,cs[i]);for(j=i+1;j<5;j++)

if(strcmp(cs[j],st)<0){p=j;strcpy(st,cs[j]);}if(p!=i){

strcpy(st,cs[i]);

strcpy(cs[i],cs[p]);

strcpy(cs[p],st);}

puts(cs[i]);}}【例6.13】编程实现一个学生管理系统的登录界面。要求：进入系统时，需输入用户名和密码，若用户名和密码都正确，则提示欢迎信息，若用户名或密码错，则提示错误信息，并要求重新输入，若输入3次仍然错误，则退出系统。#include"stdio.h"#include"string.h"voidmain(){

intcount=1;charuser[]="usts";/*初始设定的用户名*/charpass[]="123456";/*初始设定的密码*/charusername[20];/*要求输入的用户名*/charpassword[10];/*要求输入的密码*/printf("请输入用户名:",username);gets(username);while(strcmp(user,username)!=0&&count<3){ count++;

printf("用户名错误，请重新输入！\n");

printf("请输入用户名:",username);

gets(username);}if(count==3){

printf("您的输入已达到3次！"); exit(0);}

count=1;

printf("请输入密码:",password);

gets(password);

while(strcmp(pass,password)!=0&&count<3) {count++;

printf("密码错误，请重新输入！\n");

printf("请输入密码:",password);

gets(password); }

if(count==3) { printf("您的输入已达到3次！"); exit(0); }

printf("欢迎进入学生管理系统\n");}main(){inta[][3]={9,7,5,3,1,2,4,6,8};

inti,j,s1=0,s2=0;

for(i=0;i<3;i++)

for(j=0;j<3;j++){if(i==j) s1=s1+a[i][j];

if(i+j==2) s2=s2+a[i][j];}printf("%d\n%d\n",s1,s2);}课堂练习1.下面程序的运行结果为

__________运行结果:1810课堂练习2:

下列程序的功能是输出一5X5矩阵，使得上三角元素为1，其余元素为0，请在空格处填写适当语句。main(){inta[5][5],i,j;

for(i=0;i<5;i++)

for(j=0;j<5;j++)if(

)a[i][j]=0;else