《C语言学习与应用》教学课件08二维数组操作

任务说明

学习二维数组的定义，数组元素的引用、遍历和整齐化输出的方法，在此基础上掌握批量数据的程序设计。

知识要求了解二维数组的定义和下标变量的范围。掌握二维数组元素和地址的多种表示方法。掌握二维数素元素的遍历方法。掌握二维数组输出函数的编写。了解针对二维数组操作的函数的编写。

能力要求能够用宏定义二维数组的范围。能够定使用指针变量遍历二维数组。能够编写对二维数组操作的函数。能够排查有关二维数组程序设计中的物理和逻辑错误。能够自由地书写二维数组操作的函数和主函数。二维数组的定义和初始化1.二维数组的定义

二维数组就是若干个一维数组，对二维数组的操作就是多次对一维数组的操作，一维数组的遍历是一层循环，二维数组的操作就是循环的嵌套了。01定义了一个名为a的二维数组，在内存中占有12个连续的存储单元，顺序是a[0][0]，a[0][1]，a[0][2]，a[0][3]，a[1][0]，a[1][1]…a[2][3]，如图8-1所示。inta[3][4];a[0][0]a[0][1]a[0][2]a[0][3]a[1][0]a[1][1]a[1][2]a[1][3]a[2][0]a[2][1]a[2][2]a[2][3]可以将二维数组理解为一个矩阵，本例是3行4列的矩阵，行下标的变化范围是0~2，列下标的变化范围是0~3。1.二维数组的定义图8-1二维数组存储示意图微课二维数组的定义２.二维数组元素的引用

如有定义“doublew［4］［2］;”，则w［1］［0］、w［i］［j］、w［i+j］［k］等均是合法的引用，只要有两个方括号，方括号中的表达式值为整数且在允许的范围内即可。

３.二维数组的初始化inta[3][3]={{1,2},{4,2}};只给前两行的前两个元素赋值，其余元素均为0。inta[4][3]={1,2,4,5};按存储顺序给a[0][0]，a[0][1]，a[0][2]，a[1][0]分别赋值1、2、4、5，其余元素值均为0。inta[][3]={{1,2,3},{4,5}};可以省略第一个方括号中的常量表达式，不能省略第二个方括号中的常量表达式，本例中第一个方括号中的隐含值是2。应用举例8-1：二维数组的基本操作：输入和输出。#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#defineM3//用宏定义二维数组的行数#defineN4

//用宏定义二维数组的列数voidmain(){

inta[M][N],i,j;

for(i=0;i<M;i++)//对二维数组搜一遍，是两层循环

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

a[i][j]=rand(

)%100;//为二维数组元素赋0～99的随机值

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

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

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

printf("＼n");//每输出一行换一行

}getchar();}应用举例8-1：二维数组的基本操作：输入和输出。程序输出：4167340

69247858

6264545课堂思考问题8-1将程序代码补充完整，输出3行3列的方阵。#include“stdio.h”#defineM3voidmain(){inti,j,a[…][…]={4,9,2,3,7,8,1,6}；

…………………..

…………………..

…………………..

…………………..}课堂思考：问题8-1二维数组的地址和指针1.二维数组元素和地址的表示若有定义“inta［3］［4］;”，则数组元素a［i］［j］的地址有以下几种表示方法。

&a［i］［j］。这种表示方法是最直接的表示。

（1）a［i］+j。这种表示方法是将a［i］理解为一维数组的数组名，a［i］+j就是a［i］［j］的地址。（2）02*(a+i)+j。这种表示方法将上面的a［i］表示为*(a+i)。（3）&a［0］［0］+4*i+j。二维数组是连续存储，从起始位置&a［0］［0］向后移4*i+j就是&a［i］［j］。

（4）a［0］+4*i+j。在这种表示方法中，&a［0］［0］就是a［0］。（5）1.二维数组元素和地址的表示

数组元素a[i][j]有以下几种表示方法。a［i］［j］。这种表示方法是最直接的表示。（1）*(a［i］+j)。这种表示方法由地址的第二种表示方法演变而来。

（2）*(*(a+i)+j)。这种表示方法由地址的第三种表示方法演变而来。（3）*(&a［0］［0］+4*i+j)。这种表示方法由地址的第四种表示方法演变而来。

（4）*(a［0］+4*i+j)。这种表示方法由地址的第五种表示方法演变而来。（5）(*(a+i))［j］。这种表示方法将a［i］［j］中的a［i］表示为*(a+i)，考虑到优先问题加上括号。（6）

数组元素a[i][j]有以下几种表示方法。微课二维数组元素的地址表示2.二维数组中几个地址的区别

如有定义“inta［3］［4］;”，则a、a［0］、&a［0］［0］都是这些连续存储单元的首地址，但它们的基类型不同，a［0］和&a［0］［0］的基类型为1个整型的存储单元，而a的基类型为4个整型的存储单元。

&a［0］［0］+1和a［0］+1中的1表示1个存储单元，而a+1中的1表示4个存储单元（4就是a［3］［4］中的每行元素个数），如图8-2所示。图8-2二维数组元素的地址3.用一维数组的指针访问二维数组元素

因二维数组元素是连续存储，故可以当一维数组使用。可以用与一维数组对应的指针访问二维数组元素。如有定义“inta［3］［4］,*p=a［0］;”，则p+1是&a［0］［1］，*(p+5)就是a［1］［1］。还可以给p赋&a［0］［0］、a［1］、a［2］，但不能给p赋a，因为它们的基类型不同。４.专用于二维数组的指针如有定义“inta［3］［4］,*p［3］,(*q)［4］;”，则p［0］、p［1］、p［2］和q可理解为是二维数组的指针。

“inta［3］［4］,*p［3］;”中，*p［3］的方括号优先，它定义了一个数组p［3］，它的三个数组元素均是指针变量，当执行语句“for(i=0;i<3;i++)p［i］=a［i］;”后，p［i］［j］就是a［i］［j］了

“inta［3］［4］,(*q)［4］;”中，(*q)［4］的小括号优先，它定义了一个指针变量q，其基类型为4个整型的存储单元，当执行语句“q=a；”后，q［i］［j］就是a［i］［j］了。

二维数组名和指针数组为实参1.二维数组名作为实参对应的fun函数头部的书写形式为：fun(ints[M][N])或fun(ints[][N])或fun(int*s)[N]。三种情况中，遮住最右面的［N］，其余部分与一维数组名作为实参时的书写形式一致。无论是哪种方式，形参都需开辟一个存储单元用来接收传来的二维数组的首地址。inta[M][Ｎ];fun(a);//调用函数时，指针数组做实参03微课二维数组名作为实参２.指针数组作为实参对应的fun函数头部的书写形式为：fun(int**a)或fun(int*a[M])或fun(int*a[])上述三种情况，遮住最左面的*号，其余部分与一维数组名做实参时的书写形式一致，不论哪种写法，都处理成第一种情况，既开辟一个存储单元，用于接收指针的地址。inta[M][N],*p[M];for(i=0;i<M;i++)p[i]=a[i];fun(p);//调用函数时，指针数组做实参1.二维数组中一些元素的表示

二维数组搜索一遍要使用两个下标变量，输出时注意每输出一行后换一行。对M行N列的二维数组，如用i表示行下标，j表示列下标，则二维数组周边元素下标的特征是i==0||j==0||i==M-1||j==N-1。对M行M列的方阵，左下三角（包括对角线）元素下标的特征是j<=i，右上三角元素特征是j>=i，从左上到右下的对角线的元素下标是i==j，从右上到左下的对角线特征是i+j==M-1。

二维数组应用举例04微课二维数组中一些元素的表示２.针对二维数组的操作应用举例8-２：求二维数组周边元素的平均值。对数组元素搜一遍，遇到周边元素累加并计算。#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#defineM3#defineN4doublefun(intw［］［N］){

int

i,j,k=0;

doubleave=0;

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

//对二维数组搜一遍，遇到周边元素累加并计数for(j=0;j<N;j++)

if(i==0||i==M-1||j==0||j==N-1)

{

ave+=w［i］［j］;

k++;

｝

returnave/k;//返回平均值}voidmain(){

inta［M］［N］,i,j;

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

//为二维数组元素赋值

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

a［i］［j］=rand(

)%50;

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

//输出数组

{

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

printf("%3d",a［i］［j］);

printf("＼n");

}

printf("ave=%f＼n",fun(a));

getchar();}输出：41173402428814545ave=19.500000课堂思考问题8-2将N行N列的方阵左下三角元素置0，请将程序代码补充完整。#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#defineN5voidfun(intw［］［N］)

//为数组左下三角元素置0{

…….........…………….

……........……………..

………........…………..

………........…………...}voidout(intw［］［N］)//输出数组

{

…………….........………

……………........……….

…………........………….

………………….........….}voidmain(){

inta[N][N],i,j;

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

//为二维数组元素赋值

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

a[i][j]=rand(

)%50;

out(a);

//输出数组元素

fun(a);

//为左下三角数组元素置0

out(a);

//再次输出数组元素

getchar(

);}

应用举例8-3：方阵的转置。搜索不包括对角线元素在内的左下三角元素，与对应元素交换，即a[i][j]与a[j]a[i]交换。#include"stdio.h"#defineM3voidarrout(intarray[][M]){

inti,j;

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

{

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

printf("%3d",array[i][j]);

printf("＼n");

}}应用举例8-3：方阵的转置。

voidfun(intarray[M][M]){inti,j,t;

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

for(j=0;j<i;j++)//内层循环次数用i控制

{t=array[i][j];array[i][j]=array[j][i];array[j][i]=t;

}}voidmain(){

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

printf("print1:＼n");

arrout(a);//输出原数组

fun(a);//调用fun函数实现转置

printf("print2:＼n");

arrout(a);//输出转置后的数组

getchar();}应用举例8-3：方阵的转置。3.将二维数组看做若干个一维数组应用举例8-4：将二维数组每行元素的平均值放在b数组中。

将二维数组看做由M个一维数组组成，对每个一维数组做三件事：累加器清零，求和，计算平均值并赋给b数组。#include"stdio.h"#defineM3#defineN4voidfun(inta［］［N］,floatb［］){

int

i,j;

floats;

for(i=0;i<M;i++)//i是行数

{

s=0;//这两句是一维数组的求和运算

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

s=s+a［i］［j］;b[i]=s/N;//第i行的平均值赋给b[i]

}}voidmain(){

inta［M］［N］={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12},i,j;

floatb［M］;

fun(a,b);//调用函数将每行元素的平均值放在b数组中

for(i=0;i<M;i++)//输出数组元素和对应的平均值

{

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

printf("%3d",a［i］［j］);

printf("%.2f＼n",b［i］);//在每行数组元素后输出平均值

}

getchar();}课堂思考问题8-3将二维数组每列元素的平均值放在b数组中。#include"stdio.h"#defineM3#defineN4voidfun(inta[][N],floatb[N]){………

……….……….……….}voidmain(){inta[M][N]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12},i,j;floatb[N];fun(a,b);//调用函数将每列元素的平均值放在b数组中for(i=0;i<M;i++)//输出数组元素和对应的平均值{

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

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

printf("＼n");

}for(j=0;j<N;j++)

printf("%.2f",b[j]);getchar();}将二维数组每列元素的平均值放在b数组中。

任务实施

任务多科成绩的统计计算

工作内容及要求：单科成绩的统计计算是一维数组的操作，二维数组就是多个一维数组，将单科成绩的统计计算重复几遍就是对多科成绩的操作，在file1文件（图8-3）中存放了某班学生的三科成绩（算法、JAVA、数据库），每一行的数据是一个学生的三科成绩，在主函数中已将成绩读入二维数组a［100］［3］中，学生数小于100，完成以下计算任务。

（1）计算每个人的平均分，将各科成绩和平均分写入f1.txt文件中。（2）计算各科成绩的最高分，将各科成绩和最高分写入f2.txt文件。图8-3file1文件内容编程训练

8-1代码调试。

这个任务涉及文件操作的知识，请先将下面的参考代码在VS环境中调试，调试前要检查在d盘根目录下的file1.txt文件是否存在，数据是否符合要求，程序运行通过后要检查在d盘产生的f1.txt文件内容是否正确。

知识链接：文件读写知识FILE*fp;//定义文件指针

if((fp=fopen(“d:\\file1.txt”,”r”))==NULL)//以“读”方式打开d盘file1.txt文件

{printf(“cannotopenthisfile!\n”);//如打开有误,终止程序

exit(0);/*强行终止程序,须包含“stdlib.h”文件*/

}#include"stdio.h"#include"stdlib.h"//调用exit(0)需包含的文件#defineM100#defineN3intafin(inta[M][N])/*将文件内容读入数组,函数值为记录个数

*/{FILE*fp;//定义文件指针变量inti=0,n;

if((fp=fopen(“d:\\file1.txt”,“r”))==NULL)/*以读方式打开d盘根目录file1.txt文件*/ {

printf(“文件打开错误!\n”);//若打开有误,终止程序

exit(0);

//强行终止程序 } while(!feof(fp))//文件指针没到尾 {

fscanf(fp,"%d%d%d",&a[i][0],&a[i][1],&a[i][2]);//从文件读数i++; }

fclose(fp);//关闭文件

n=i;

returnn;//n表示读入的记录个数}voidafout(inta[M][N],intn)//将数组内容写入文件的函数{FILE*fp;inti;if((fp=fopen(“d:\\f1.txt”,“w”))==NULL)/*写方式打开d盘根目录下的f1.txt文件*/

{

printf("文件写入错误!\n");exit(0);}for(i=0;i<n;i++)fprintf(fp,"%4d%4d%4d\n",a[i][0],a[i][1],a[i][2]);//向文件写数

fclose(fp);}voidaout(inta[M][N],intn)//显示数组内容{inti;for(i=0;i<n;i++)printf("%4d%4d%4d\n",a[i][0],a[i][1],a[i][2]);}voidmain(){

inta[M][N],n;//定义数组和中间变量

n=afin(a);

//将文件内容读入数组

aout(a,n);//显示数组内容

afout(a,n);

//将数组内容写入文件

getchar();}

编程训练

8-2

计算各科成绩的平均分。

计算各科成绩的平均分是一维数组计算平均值的问题，计算所有人的平均分是二维数组的操作，就是对一维数组操作的重复，写出fun1函数，计算a数组中n个人的平均分，并将平均分依次存入b数组中。程序的输出结果如图8-4所示。

图8-4编程训练8-2程序的显示结果

#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#defineM100#defineN3intafin(inta[M][N])//将文件内容读入数组,函数值为记录个数

{略}voidafout(inta[M][N],intn,doubleb[])//将数组内容写入文件的函数{

………//请参考编程训练8-1的内容fprintf(fp,"算法Java数据结构平均分\n");for(i=0;i<n;i++)fprintf(fp,"%4d%4d%4d%.2f\n",a[i][0],a[i][1],a[i][2],b[i]);fclose(fp);}voidaout(inta[M][N],intn,doubleb[])//显示数组内容{inti;printf(“算法Java数据结构平均分\n”);for(i=0;i<n;i++)printf("%4d%4d%4d%.2f\n",a[i][0],a[i][1],a[i][2],b[i]);}voidfun1(inta[][3],intn,double*b){...............................................................................................................................................................................................................................................................}voidmain(){inta[M][N],n;//定义数组和中间变量

doubleb[M];

//定义存放平均值的数组n=afin(a);//将文件内容读入数组

fun1(a,n,b);//计算a数组n行元素的平均值,放在b数组中aout(a,n,b);//显示数组内容afout(a,n,b);//将数组内容写入文件

getchar();}

编程训练

8-3计算各科成绩的最高分。

这是对三个数组最大值的问题，请写出fun2函数并调试程序，参考输出如图8-5所示。图8-5编程训练8-3程序运行后f2.txt文件的内容

#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#defineM100#defineN3intafin(inta[M][N])//将文件内容读入数组,函数值为记录个数

{略}voidafout(inta[M][N],intn,int*c)//将数组内容写入文件的函数{

…………………fprintf(fp,“算法Java数据结构\n”);

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

fprintf(fp,“%4d%4d%4d\n”,a[i][0],a[i][1],a[i][2]);

fprint(fp,“最高分:\n”);

for(i=0;i<N;i++)fprint(fp,“%4d”,c[i]);

fclose(fp);}voidaout(inta[M][N],intn,int*c)//显示数组内容{inti;

printf(“算法Java数据结构平均分\n”);for(i=0;i<n;i++)printf(“%4d%4d%4d\n",a[i][0],a[i][1],a[i][2]);printf("最高分:\n");

for(i=0;i<N;i++)printf("%4d",c[i]);}voidfun2(inta[][N],intn,int*c){

………………….

………………….

…………………..}voidmain(){inta[M][N],n;//定义数组和中间变量

intc[N];

//定义存放最高分的数组n=afin(a);

//将文件内容读入数组

fun2(a,n,c);//将a数组记录的n个最高分放入c数组

aout(a,n,c);

//显示数组内容

afout(a,n,c);

//将数组内容写入文件

getchar()}

编程训练

8-4程序挑错。

下面这段程序代码是计算最高分的，编译没错，但是结果不对，显示如图8-6所示，请指出其中的错误。

图8-6编程训练8-4程序的执行结果

#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#defineM100#define