3- 利用数组处理同类型的批量数据

教学内容： 第1章：C语言语法基础第2章：C程序设计基础第3章：利用数组处理同类型的批量数据第4章：利用函数实现模块化程序设计第5章：灵活使用指针第6章：结构体、共用体、枚举类型及其应用第7章：常用的三种线性数据结构第8章：利用文件进行数据管理第9章：嵌入式技术基础实践方法C语言程序设计【学习内容】3.1一维数组

3.2二维数组

3.3字符数组 第3章利用数组处理同类型的批量数据【学习目标】1．掌握数组的定义、初始化和引用的方法；

2.能利用数组解决实际问题，了解数组在嵌入式系统中的应用；

3．理解并掌握冒泡排序算法和选择排序算法；

4．掌握字符数组的输入输出方法以及字符串处理函数的应用方法。

在C语言中，数据类型除了基本类型（整型、实型、字符型），还有构造类型，包括数组、结构体、共用体和枚举类型。其中，数组是将相同类型的若干数据按序组合在一起，即数组是有序同类型数据的集合。

思考：若用基本数据类型，如何解决20个整型数据的存放问题？第3章利用数组处理同类型的批量数据3.1一维数组3.1.1定义一维数组的方法数组和变量一样，要先定义后使用。定义一维数组的形式：类型标识符数组名[常量表达式];说明：（1）类型标识符可以是基本类型或

构造类型。（2）常量表达式表示数据元素的个数，也称为数组长度。

例如：

inta[10];

该数组有10个整型元素：a[0]~a[9]。

元素编号是从0开始。C语言规定，数组名可以代表数组的首地址（数组首元素a[0]的地址）。

系统为数组a分配连续的10个整型内存空间，用来存储10个数组元素。3.1一维数组3.1.2一维数组的初始化

在定义数组时，对数组元素赋初值。初值用{}括起来，初值之间用逗号隔开。（1）对全部元素赋初值

inta[5]={1,2,3,4,5};

（2）对部分元素赋初值

inta[5]={1,2,3};

注意：初值个数不能超过指定的元素个数。

此时，也可写成：

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

在定义数组之后，不能一次性对整个数组的所有元素赋值，而只能对每个元素逐个赋值。例如：inta[5];//定义数组a[5]={1,3,5,7,9};

//错误a[0]=1;a[1]=3;a[2]=5;a[3]=7;a[4]=9;//正确//错误

结果：a[0]=1，a[1]=2，a[2]=3，a[3]=4，a[4]=5

结果：a[0]=1，a[1]=2，a[2]=3，a[3]=0，a[4]=0

3.1一维数组3.1.3一维数组元素的引用C语言规定，只能引用某个数组元素而不能一次引用整个数组的全部元素。

一维数组元素的引用形式：数组名[下标]

下标就是数组元素的编号。

【例3.1】一维数组元素的引用：将一组数据倒序输出。#include<stdio.h>intmain(void){inti,a[10];

for(i=0;i<=9;i++)

a[i]=i;

for(i=9;i>=0;i--)

printf("%d",a[i]);

printf("\n");}

将数组和循环结构相结合，可有效处理同类型的批量数据，大大提高工作效率。3.1一维数组3.1.4一维数组的应用

一维数组广泛应用于对多个同类型的数据进行存取、排序等操作的场合。用一维数组还可构造出软件设计中常用的堆栈、队列等数据结构。【例3.4】对n个数进行排序（由小到大）。

由于是对多个数进行排序，自然会想到利用数组来保存和管理参与排序的多个数据。排序算法有多种，在此只介绍冒泡排序法。

在嵌入式软件设计中，一维数组可用于数码管显示的笔形码、键盘的键码等编码的存取。3.1一维数组用冒泡法对5个数（如：9、7、5、8、0）进行由小到大排序的过程：9758075988900975805787809708975975895780第1次9579第2次第3次第4次第1次7570第1次第2次第3次7570050550第1次第2次a[0]a[1]a[2]a[3]a[4]第1轮第2轮第3轮第4轮3.1.4一维数组的应用冒泡排序法的思路：从第1个数开始，和下邻数比较，小数上浮，大数下沉。【例3.4】对n个数进行排序（由小到大）。

3.1一维数组3.1.4一维数组的应用冒泡排序法的思路：从第1个数开始，和下邻数比较，小数上浮，大数下沉。【例3.4】对n个数进行排序（由小到大）。

3.1一维数组3.1.4一维数组的应用【例3.4】对n个数进行排序（由小到大）。

swap_flag=1;

若参与排序的多个数据在某轮比较前，恰好已经按照由小到大排序，则上述程序有无需要改进之处？swap_flag=0;//交换标志：0-无交换，1-有交换

if(swap_flag==0)break;//若本轮无交换，则结束比较

#defineN5

//宏定义参与排序的数据个数inta[N];

//存放待排序的一组数据inti,j,t;

for(i=1;i<N;i++)

//N个数，共需比较N-1轮{

for(j=0;j<N-i;j++)//第i轮需要比较N-i次{if(a[j]>a[j+1])

//依次比较两个相邻的数，将大数放后面{ t=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=t;

//交换

}}

},swap_flag;3.1一维数组3.1.4一维数组的应用练习：【例3.2】输入一个整数，输出该整数从高位到低位的各位数字。【例3.3】输入若干名学生的成绩，输出成绩单，并统计输出最高分、最低分和平均分。【例3.4】利用选择排序法对n个数进行排序。

并且对冒泡排序法和选择排序法进行比较。3.2二维数组

我们可用1个一维数组存放1名同学的语文、数学、英语3门课的成绩，而如何存放多名同学的语文、数学、英语3门课成绩呢？在C语言中，可用二维数组解决此类问题。在嵌入式软件设计中，二维数组可用于点阵显示码、液晶显示码等编码的存取。3.2二维数组3.2.1定义二维数组的方法定义二维数组的一般形式：

类型标识符数组名[常量表达式1][常量表达式2];其中，常量表达式1表示行数，常量表达式2表示的列数。例如：

inta[3][4];//定义3行4列的整型数组，共有3×4个元素

每个元素的编号：系统会为数组a分配连续的12个整型内存空间，用来存储12个数组元素。

在C语言中，二维数组中元素排列的顺序是按“行”存放的，即在内存中先顺序存放第1行的元素；

再顺序存放第2行的元素；

最后顺序存放第3行的元素。3.2二维数组3.2.1定义二维数组的方法

它有3个行元素：a[0]、a[1]、a[2]，而每个行元素又是一个包含4个列元素的一维数组，此时把a[0]、a[1]、a[2]看作一维数组名。例如第一行元素：a[0][0]a[0][1]a[0][2]a[0][3]C语言中，又可以把二维数组a看作是一个特殊的一维数组。3.2二维数组3.2.2二维数组的初始化在定义二维数组时，对其元素初始化赋值。（1）分行给二维数组赋初值（一行对应一个花括号）例如：inta[3][4]={{1,2,3,4},

{5,6,7,8},

{9,10,11,12}};

（2）将所有数据写在一个花括号内，按顺序给元素赋初值例如：inta[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};

效果与第（1）种方法相同。但不如第（1）种方法直观。（4）对全部元素都赋初值时，行数可以不指定，但列数不能省略。

例如：inta[][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};（3）可只给部分元素赋初值。例如：inta[3][4]={{1},{5},{9}};

注意：在定义二维数组之后，不能一次性对整个数组的所有元素赋值，而只能对数组的每个元素逐个赋值。例如：inta[3][4];//定义数组a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};

//错误3.2二维数组3.2.3二维数组元素的引用C语言规定，只能引用某个数组元素而不能一次引用整个数组的全部元素。

二维数组元素的引用形式：数组名[下标][下标]

下标就是数组元素的编号。

【例3.5】二维数组元素的引用：二维数组元素的赋值和输出。

#include<stdio.h>intmain(void){

inta[3][4];

//定义二维数组inti,j;printf("请输入12个整数:");

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

//二维数组的行{

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

//二维数组的列scanf("%d",

&a[i][j]);//向数组a赋值}for(i=0;i<3;i++){for(j=0;j<4;j++)printf("a[%d][%d]=%d\n",

i,

j,

a[i][j]);//输出数组a的12个元素值}}3.2二维数组3.2.4二维数组的应用练习：【例3.7】输入两个矩阵的数值，输出这两个矩阵的乘积。【例3.6】输出3×4矩阵，并求出值最大的元素值，及其所在的行号和列号。

#include<stdio.h>intmain(void){ inti,

j,

max,

row=0,

col=0;//变量i表示行，j表示列

inta[3][4]={{1,2,3,4},

{5,6,7,8},

{9,10,11,12}};for(i=0;i<3;i++){

for(j=0;j<4;j++)printf("%3d",

a[i][j]);

printf("\n");

//每输出一行，换行}

max=a[0][0];for(i=0;i<3;i++){for(j=0;j<4;j++){ if(a[i][j]>max){ max=a[i][j];row=i;col=j; }}}printf("最大值=%d,行=%d,列=%d\n",

max,

row+1,

col+1);}3.3字符数组

用来存放字符型数据的数组是字符数组，字符数组中的每个元素存放一个字符。在嵌入式网络通信软件设计中，可用字符数组存放待发送或待接收的数据。3.3.1定义字符数组的方法

系统为数组c分配连续的10字节内存空间，用来存储10个字符型数据。例如：

charc[10];数组名c代表该数组的首地址。

3.3字符数组

3.3.2字符数组的初始化1、逐个字符赋值法（1）对全部元素赋初值

charc[5]={'a','b','c','d','e'};

结果：c[0]='a'，c[1]='b'，c[2]='c'，c[3]='d'，c[4]='e'。

也可写成：

charc[]={'a','b','c','d','e'};

（2）对部分元素赋初值

charc[6]={'a','b','c','d','e'};

最后1个元素由系统自动赋空字符'\0'。3.3字符数组

2、字符串常量赋值法（将字符串常量赋给字符数组：用数组处理字符串）3.3.2字符数组的初始化也可写成：charc[]="abcde";

charc[]={"abcde"};

字符串常量"abcde"在内存中的存储：因此，数组c的长度是6。【思考】

下面两种赋值方式是否有区别？如何等价？

①charc[]={'a','b','c','d','e'}; ②charc[]="abcde";

注意：在定义字符数组之后，不能一次性对整个数组的所有元素赋值，而只能对数组的每个元素逐个赋值。例如：char

c[5];//定义数组c[5]={'a','b','c','d','e'};

//错误c[5]="abcd";

//错误3.3字符数组3.3.3字符数组元素的引用

字符数组的引用形式与数值数组相同，可以引用字符数组中的一个元素而得到一个字符。【例3.8】字符数组元素的引用：输出字符数组元素的值。

#include<stdio.h>intmain(void){

chara[5]={'a','b','c','d','e'};

//定义字符数组并初始化

charb[6]="12345";inti;printf("字符数组a:");

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

//字符数组a元素的引用printf("\n");printf("字符数组b:");

for(i=0;i<6;i++)printf("%c",b[i]);

//字符数组b元素的引用printf("\n");}3.3字符数组3.3.4字符数组的输入、输出1、用格式符“%c”逐个字符输入、输出【例3.9】字符数组逐个字符的输入、输出。在输入字符时，系统将输入的空格、换行符作为有效字符赋给数组元素。

#include<stdio.h>intmain(void){ inti;charc[5];

//定义字符数组printf("请输入5个字符:");

for(i=0;i<5;i++)scanf("%c",&c[i]);

//逐个字符输入printf("字符数组元素：");

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

//逐个字符输出printf("\n");}3.3字符数组2、用格式符“%s”对整个字符串一次输入、输出3.3.4字符数组的输入、输出【例3.10】字符串的格式化输入、输出

。

（1）用“%s”输入、输出字符串时，scanf、printf中的地址项、输出项都是字符数组名（首地址）。说明：

（2）用scanf

输入字符串时，若输入空格或换行，系统则认为是字符串结束符'\0'

。若输入字符串“abcdef”时，运行结果：

可见，系统只将空格前的字符串“abc”送入数组str中。如何将含有空格的字符串送给一个字符数组呢？——用后续介绍的gets函数来实现。#include<stdio.h>intmain(void){ charstr[10];printf("请输入字符串:");

scanf("%s",str);

//输入字符串

printf("%s\n",str);

//输出字符数组对应的字符串}3.3字符数组2、用格式符“%s”对整个字符串一次输入、输出3.3.4字符数组的输入、输出【例3.11】多个字符串的格式化输入、输出

。

用scanf函数输入多个字符串时，在字符串之间可用空格、换行符或Tab符作分隔。

#include<stdio.h>intmain(void){ charstr1[10],str2[10],str3[10];printf("请输入3个字符串:");

scanf("%s%s%s",str1,

str2,

str3);

//输入3个字符串

printf("%s%s%s\n",str1,

str2,

str3);

//输出3个字符串

}3.3字符数组3.3.5字符串处理函数C语言提供了若干个字符串字符串处理函数。

其中，字符串输入、输出函数，在使用前应包含头文件“stdio.h”；而其他字符串处理函数，在使用前应包含头文件“string.h”。3.3字符数组1、字符串输出函数：puts(字符串或字符数组名)

●将字符串或字符数组中存放的字符串输出到显示终端，并换行。3.3.5字符串处理函数2、字符串输入函数：gets(字符数组名)

●从键盘输入一个字符串（可含空格）到字符数组中，换行符作为输入的结束符。3.3字符数组3、字符串连接函数：strcat(字符数组名1，字符串或字符数组名2)

3.3.5字符串处理函数

●将字符串或字符数组2中的字符串连接到字符数组1中字符串的后面，结果放在字符数组1中。

说明：（1）字符数组1必须足够大，能够容纳连接后的新字符串。

（2）连接时将原字符串1最后的'\0'取消，只在新字符串最后保留'\0'。3.3字符数组4、字符串复制函数:strcpy(字符数组名1，字符串或字符数组名2)

3.3.5字符串处理函数

●将字符串或字符数组2中的字符串复制到字符数组1中。

说明：（1）字符数组1的长