C语言第8章-数组和字符串

1、1,第8章 数组与字符串,苏州市职业大学 计算机工程系,C 语言程序设计,2020/9/15,2,第8章 数组与字符串,本章重点介绍 ： 8.1 一维数组 8.2 二维数组 8.3 字符数组与字符串 8.4动态分配与void类型指针,2020/9/15,3,2020/9/15,4,什么构造类型？ 所谓构造类型是指由基本类型数据按一定的规则组成的，是用户自己按规则定义的。数组是构造类型之一。 什么是数组？ 在数学中我们学过数列、矩阵的概念， 数列通常表示为：a1 、a2 、a3、.、an 矩阵通常表示为：,2020/9/15,5,在C语言中表示数组和矩阵的方法是： 数组：a0、a1、a2、a3、

2、a4、a5 其中 a ：称为数组名。 方括号中的数：称为下标 下标是一个数时，也就是数列，称为一维数组。 下标是两个数时，也就是矩阵，称为二维数组。还有三维数组、四维数组等。,2020/9/15,6,第8章 数组与字符串,一个人N门课的成绩怎样存储和处理？ 一个班N门课的成绩怎样存储和处理？.,这些数据的特点：具有相同的数据类型。 为了方便地使用这些数据，C语言提供了一种构造数据类型：数组。 例如：存储学生成绩用实型数组 score5 其中：score是数组名。该数组可以存放5个成绩，分别用下标变量表示：score0,score1,score4。 下标变量也称为数组元素。,2020/9/15,

3、7,8.1 一维数组,例如： int a10; float score5; “数据类型”： 是数组元素的数据类型。 “数组名”: 遵循C语言标识符规则。 “常量表达式”：表示数组中有多少个元素，即数组的长度。它可以是整型常量、整型常量表达式或符号常量。,8.1.1 一维数组的定义,数据类型 数组名常量表达式;,2020/9/15,8,以下数组定义是正确的： #define N 10 float score1N, score2N; int num10+N; char c26;,以下数组定义是不正确的： int array(10); int n; float scoren; double ba.

4、d; char str ;,8.1.1 一维数组的定义（续）,2020/9/15,9,数组在内存的存放,数组下标从0开始。 一维数组的数组元素在内存里按顺序存放。 数组名代表数组的首地址，即score的值与score0 的地址值相同。,score数组,2020/9/15,10,8.1.2 数组元素的引用,格式：,例如：输入学生成绩 for(i=0;i5;i+) scanf(%f,例如：fibn=fibn-1+fibn-2;,下标表达式的值必须是整型表达式。,数组名下标表达式,2020/9/15,11,8.1.2 数组元素的引用（续）,说明： 下标从0开始（下界为0），数组的最大下标（上界）是数

5、组长度减1。 例如： int a10; scanf (%d, /* 下标越界 */,C编译系统不做越界检查，如果引用的数组元素 超出数组范围会破坏其他变量的值。,2020/9/15,12,8.1.2 数组元素的引用（续）, 是下标运算符，引用数组元素时，根据数组的首地址和下标数，计算出该元素的实际地址，取出该地址的内容进行操作。,如引用 score2: (1)计算 2000+2*4=2008 (2)取出2008的内容,2020/9/15,13,合法标识符,表示元素个数 引用时下标从0开始, :数组运算符 单目运算符,例 int a6;,编译时分配连续内存 内存字节数=数组大小* sizeof(

6、元素数据类型),数组名表示内存首地址， 是地址常量,一维数组的定义 定义方式： 类型说明符 数组名常量表达式；,返回,2020/9/15,14,main() int i,a10; for(i=0;i=0;i-) printf(“%d”,ai); ,一维数组的引用 数组必须先定义，后使用 只能逐个引用数组元素，不能一次引用整个数组 数组元素表示形式： 数组名下标 其中：下标可以是常量或整型表达式 例8.1 数组元素的引用,运行结果： 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0,2020/9/15,15,8.1.3 一维数组的初始化,初始化：在定义数组时给数组元素赋初值。,1在定义数组时，对全部数组元

7、素赋初值 例如：int a5=0,1,2,3,4; 此时可以省略数组长度，例如：int a =0,1,2,3,4; 2在定义数组时，对部分数组元素赋初值 例如：int a5=1,2,3;系统为其余元素赋 0 。 3当初值的个数多于数组元素的个数时，编译出错 例如： int a5=0,1,2,3,4,5;,2020/9/15,16,8.1.4 一维数组应用举例,【例8.1】将10个人的成绩输入计算机后按逆序显示。 #define N 10 main( ) int i;float scoreN; for (i=0; i=0; i-) printf(%8.1f,scorei); ,运行情况如下： 6

8、7 74 89 92 34 67 83 95 73 78 78.0 73.0 95.0 83.0 67.0 34.0 92.0 89.0 74.0 67.0,2020/9/15,17,【例8.2】用数组求Fibonacci数列前20个数,分析：定义一个含有20个元素的数组f ，即 int f20 ; 其中 f0=1,f1=1, fn=fn-1+fn-2 (n2） 用一个循环结构：让循环变量n从 2到 20 ，循环体为 fn=fn-1+fn-2 程序如面所示：,lt16,2020/9/15,18,f0,f1,f2,f3,f4,f5,f19,.,1,1,f19,0,1,4,5,2,3,19,#in

9、clude main() int i; int f20=1,1; for(i=2;i20;i+) fi=fi-2+fi-1; for(i=0;i20;i+) if(i%5=0) printf(n); printf(%12d,fi); ,2020/9/15,19,【例8.4】冒泡法排序（从小到大）。,排序过程： （1）比较第一个数与第二个数，若为逆序a0a1，则交换；然后比较第二个数与第三个数；依次类推，直至第n-1个数和第n个数比较为止第一趟起泡排序，结果最大的数被安置在最后一个元素位置上 （2）对前n-1个数进行第二趟起泡排序，结果使次大的数被安置在第n-1个元素位置 （3）重复上述过程，共

10、经过n-1趟起泡排序后，排序结束,2020/9/15,20,例,38 49 65 76 13 27 30 97,第一趟,38 49 65 13 27 30 76,第二趟,38 49 13 27 30 65,第三趟,38 13 27 30 49,第四趟,13 27 30 38,第五趟,13 27 30,第六趟,49 38 65 97 76 13 27 30,初始关键字,n=8,13,76,76,76,27,30,13,65,27,65,30,65,13,13,49,49,30,49,27,38,27,38,30,38,13 27,第七趟,38,49,76,97,97,97,97,27,13,27

11、,30,2020/9/15,21,冒泡法排序 （续）,从上述过程可以看到：n个数要比较n-1趟，而在第j趟比较中，要进行n-j次两两比较。,2020/9/15,22,#include main() int a11,i,j,t; printf(Input 10 numbers:n); for(i=1;iai+1) t=ai; ai=ai+1; ai+1=t; printf(The sorted numbers:n); for(i=1;i11;i+) printf(%d ,ai); ,2020/9/15,23,以6个数：3、7、5、6、8、0为例。 思路： 第一趟：将第一个数依次和后面的数比较，如

12、果后面的某数小于第一个数，则两个数交换，比较结束后，第一个数则是最小的数。 第二趟：将第二个数依次和后面的数比较，如果后面的某数小于第二个数，则两个数交换，比较结束后，第二个数则是次小的数； 。,【例8.5】选择法排序（从小到大）。,2020/9/15,24,【例8.5】选择法排序（续）,2020/9/15,25,#define N 5 main( ) int aN; int i,j,t; for (i=0; iai) t=aj;aj=ai;ai=t; printf(The sorted numbers: n); ,程序运行情况如下： 96 78 65 86 40 The sorted num

13、bers: 40 65 78 86 96,2020/9/15,26,1.指向数组元素的指针变量的定义及赋值方式： 初始化：类型 *指针变量名= int i; p1=a;,for(i=0;i=9;i+) ai=i;,printf(“ ,2020/9/15,28,4. 指向数组的指针的算术运算,如有指针变量p1,p2指向数组中元素，则：,如有指针变量p指向数组中某一元素，则：,2020/9/15,29,3. 关于指针的运算, p+ / p 的作用：,指针运算符 与+, 同级，且自右至左。,而 p 相当于p=p 1，即指向a4,若有：int a10 ，*p;,p=,则：p+相当于p=p+1, 即指向

14、a6,2020/9/15,30, (p)+ 或(p) (p)+：将p指向的变量的值自增1； (p) : 将p指向的变量的值自减1。,p+相当于(p+) (结合方向：自右向左) 若p= int *p,*q; p=*/ 求pq为真为假?,5.指向数组的指针的关系运算,若两指针指向同一个数组的元素，则可以进行比较。指向前面的元素的指针变量小于指向后面元素的指针变量。,2020/9/15,32,6.数组元素的引用,（1）下标法：如ai形式； （2）指针法：如*(a+i)或 *(p+i)。,若有数组及指针定义 int a5,*p=a;,2020/9/15,33,举例：数组元素的引用,方法一：下标法 #i

15、nclude main() int a10; int i; for(i=0;i10;i+) scanf(%d, ,也可利用数组名引用数组元素将ai改为*(a+i),方法二：指针法 main() int a10; int *p,i; p=a; for (i=0;i10;i+) scanf(%d, p+); printf(n); for (p=a;p(a+10);p+) printf(%d,*p); ,要注意指针的位置,2020/9/15,34,7. 指针变量的有关运算,*p+ *与+是同级运算,结合方向从右而左，等价于*(p+)。 *(p+)与*(+p) *(p+)是先取*p的值，后使p向下移动

16、一个元素； *(+p)是先使p向下移动一个元素，后取*p的值。 (*p)+ 表示p所指向的元素值加1。 *(p-)等价于ai- *(+p)等价于a+i,已知指针变量p指向数组元素ai ，则：,2020/9/15,35,8.数组作为函数参数,1.数组元素作函数实参,特点：与变量作实参一样，单向值传递。,2.数组名作函数实参,特点：由于数组名代表的是数组首元素地址，因此传递的值是地址，所以要求形参为指针变量。,2020/9/15,36,8.2 二维数组,数据类型 数组名常量表达式1常量表达式2；,例如： float x23;,8.2.1 二维数组的定义,int a3,4,b(3,4),c ,d(3

17、)(4);,2020/9/15,37,地址 值 数组元素,二维数组元素在内存中的排列顺序:按行存放,2020/9/15,38,例 int a34;,二维数组理解,每个元素ai由包含4个元素 的一维数组组成,二维数组a是由3个元素组成,2020/9/15,39,x0是数组名，是元素x00的地址,x1是数组名， 是元素x10的地址,二维数组可看作是一种特殊的一维数组,x0- x00,x01,x02,x1- x10,x11,x12,例如，可以把x数组看作是包含二个元素的一维数组，每个元素又是一个含有三个元素一维数组。,2020/9/15,40,a34=3; /* 下标越界 */ a1,2=1； /*

18、 应写成 a12=1; */,8.2.2 二维数组元素的引用,例：int a34; a00=3; a01=a00+10;,数组名行下标表达式列下标表达式,数组元素的表示形式 ：,2020/9/15,41,8.2.3 二维数组的初始化,例：int a23=1,2,3,4,5,6;,1按行赋初值,例：int a23=1,2,3,4,5,6; 初始化后结果： 1 2 3 4 5 6,2按数组元素在内存中排列的顺序对各元素赋初值,3给部分元素赋初值,例：int a23=1,4; 初始化后结果： 1 0 0 4 0 0,2020/9/15,42,8.2.3 二维数组的初始化（续）,4数组初始化时，行长度

19、可省，列长度不能省 例如：int a3=1,2,3,4,5,6,7; int b4=1,4,5; 初始化结果：,a 结果: a0: 1 2 3 a1: 4 5 6 a2: 7 0 0,b 结果： b0: 1 0 0 0 b1: 4 5 0 0,2020/9/15,43,下面对二维数组的定义都是错误的：,8.2.3 二维数组的初始化（续）,float x3 =1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,8.0;,int a ,b 2,c3 ;,int m24=1,2,3,4,5,6,7,8,9; /* 编译出错，初值个数多于数组元素的个数 */,2020/9/15,44,8.2.4 二维数组应用举例

20、,【例8.6】给一个4行3列的二维数组输入/出数据。 main( ) int a43,i,j,k; for (i=0; i4; i+) for (j=0; j3; j+) scanf(%d, ,程序运行情况如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,2020/9/15,45,二维数组元素的引用 形式： 数组名下标下标 二维数组元素的初始化 分行初始化：,按元素排列顺序初始化,2020/9/15,46,程序举例,【例8.6】 将二维数组行列元素互换，存到另一个数组中。,2020/9/15,47,8.2.4 二维数组应用举例（

21、续）,【例8.7】有一个NM矩阵，编程序求出其中绝对值最大的那个元素的值及其所在的行、列位置。,图8.4 查找最大元素,2020/9/15,48,#include math.h #define N 4 #define M 5 main( ) int i,j,row,colum,max,aNM; /* 输入数据 */ max=a00; row=colum=0; for (i=0; imax) max=abs(aij); row=i; colum=j; /* 输出数据 */ ,程序运行情况如下： 34 56 12 67 23 12 67 43 98 54 65 45 66 16 24 37 83

22、25 64 19 max=98,row=1,colum=3,2020/9/15,49,用指针变量可以指向一维数组中的元素，也可以指向多维数组中的元素。,2.二维数组元素的地址 可以认为二维数组是“数组的数组”。,1.定义引用形式与指向一维数组的指针类似例如： int a34,*p; p=,例如：int a34; 假设数组首地址为2000，则数组中元素的地址表示为右图所示：,a+1,8.2.5 指针与二维数组,8.2.5.1 指向数组的指针,2020/9/15,50, 二维数组的地址 例如：int a34; 二维数组名a是数组的首地址。 二维数组a包含三个行元素：a0、a1、a2 。,三个行元素

23、的地址分别是：a、a+1、a+2。 而a0、a1、a2也是地址量，是一维数组名， 即*(a+0)、*(a+1)、*(a+2)是一维数组首个元素地址。,2020/9/15,51, 二维数组元素的地址 a0、a1、a2是一维数组名，所以ai+j是数组元素的地址。,数组元素aij的地址可以表示为下列形式： for (p=a0, i=0; i 3; i+) for (j=0; j 4; j+) printf(%4d,*(p+i*4+j); /* 元素的相对位置为i*4+j */ printf(n); ,这种指针变量的定义及使用与指向一维数组元素的指针变量是相同的，用它存放二维数组元素的地址。,2020

24、/9/15,55, 指向一维数组的指针变量 指向一维数组指针变量的定义形式： 数据类型标识符 (*变量名)元素个数,2. 二维数组的指针,“*”表示其后的变量名为指针类型，元素个数表示 目标变量是一维数组，并说明一维数组元素的个数。由于 “*”比“ ”的运算级别低，“*变量名”作为一个说明部 分，两边必须加括号。 “数据类型标识符”是定义一维数 组元素的类型。,2020/9/15,56,【例8.6】用指向一维数组的指针变量输出数组元素。 main( ) int a34=0,1,2,3,10,11,12,13,20,21,22,23; int (*lp)4, i, j; for (lp=a, i

25、=0; i3; i+) for (j=0; j4; j+) printf(%4d,*(*(lp+i)+j); printf(n); ,2. 二维数组的指针,0 1 2 3,10 11 12 13,20 21 22 23,2020/9/15,57,【例8.6】用指向一维数组的指针变量输出数组元素。 main( ) int a 4=0,1,2,3,10,11,12,13,20,21,22,23; int (*lp)4, j; for (lp=a; lpa+3; lp+) for (j=0; j4; j+) printf(%4d,*(*lp+j); printf(n); ,2. 二维数组的指针,0

26、1 2 3,10 11 12 13,20 21 22 23,2020/9/15,58,指针数组定义的一般形式： 存储类型 数据类型 *数组名数组长度说明； 用于处理二维数组或多个字符串 “*”表示数组中每个元素是指针类型，“数据类型标识符”说明指针的目标变量的数据类型。例如： int *ip10; char *cp5;,8.2.5.3 指针数组,1. 指针数组的定义,指针数组就是数组中的每个元素均为指针类型,2020/9/15,59,指针所指向变量的数据类型,指针本身的存储类型,区分int *p4与int (*p)4,指针数组赋值与初始化,2020/9/15,60,8.3 字符数组与字符串,字

27、符数组: 可以存放若干个字符,也可以存放字符串。,8.3.1 基本概念,字符串： 字符串的末尾必须有0字符，它的ASCII码值为0。,不是字符串,是字符串,2020/9/15,61,再例如： char a35; a数组是一个二维的字符数组，可以存放15个字符或3个长度不大于4的字符串。,8.3.2 字符数组的定义,例如： char s10; s数组是一维字符数组，它可以存放10个字符或一个长度不大于9的字符串。,注意：字符串只能存放在字符数组中。,2020/9/15,62,8.3.3 字符数组的初始化,1用字符常量赋初值 例如：char c5=C,h, i, n, a ;,再例如： char

28、c6=C,h, i, n, a , 0;,是字符串,不是字符串,2020/9/15,63,8.3.3 字符数组的初始化（续）,再例如： char a310=basic,pascal,c;,2用字符串常量赋初值,例如： char str10= a string; 或char str10= a string;,是字符串吗？,2020/9/15,64,8.3.3 字符数组的初始化（续）,例如：char s37= s, t, r, i, n, g;,3初始化时长度的省略,例如：char s1 = Good morning!;,b0,b13,例如：char s2 = s, t, r, i, n, g;,

29、思考：哪个数组存放的是字符串,？,2020/9/15,65,8.3.4 字符数组的引用,【例8.8】对字符数组c1赋 09，对字符数组c2赋 AZ，然后输出c1和c2数组中的数据。,1对字符数组元素的引用,可以为数组元素赋值，也可以输入/输出元素的值。,2020/9/15,66,程序如下：,main( ) char c110,c226; int i; for (i=0; i10; i+) c1i=i+48; for (i=0; i26; i+) c2i=i+A; for (i=0; i10; i+) printf(%c ,c1i); printf(n); for (i=0; i26; i+)

30、printf(%c ,c2i); printf(n); ,2020/9/15,67,2对字符数组的整体引用, 输出字符串 例如： char c = China; printf(%s,c); 输出结果为： China,C是数组首地址,输出时遇 0 为止,再例如： char c =pascal0basic; printf(%s,c); 输出结果为： pascal,2020/9/15,68,2对字符数组的整体引用（续）, 输入字符串 例如： char c10; scanf(%s,c)； 输入： beijing,三个字符串用空格隔开，分别赋给str1、str2、str3三个数组。,再例如： char

31、str110,str210,str310; scanf( %s%s%s,str1,str2,str3); 输入： pascal basic c,注意：不可以为数组整体赋值，例如： char c10; c=beijing ； 因为c是数组首地址，是常量！,2020/9/15,69,8.3.5 字符串处理函数,说明： 程序中如果调用下面介绍的8个字符串处理函数，在程序的开始应该写: #include stdio.h 或 #include string.h 预处理命令，但在Turbo C中可以省略。 在字符串处理函数中，凡是用数组名或字符串首地址作参数的地方，都可以用指针变量作参数。指针变量的概念在

32、第8章介绍。,2020/9/15,70,1字符串输出函数puts( ),调用格式：puts(str) 功能：输出一个字符串，输出后自动换行。 说明：str可以是字符数组名或字符串常量。,例如： char str1 = China; char str2 = Beijing; puts(str1); puts(str2); 输出结果： China Beijing,2020/9/15,71,2字符串输入函数gets( ),调用格式：gets(str) 功能：从键盘读入一个字符串存入str数组中，并且得到一个函数值，该函数值是str数组的首地址。 说明：str是数组名。,程序运行情况如下： How a

33、re you? Fine thank you. How are you? Fine thank you.,例如： main( ) char c120,c220; gets(c1); gets(c2); puts(c1); puts(c2); ,2020/9/15,72,3字符串连接函数 strcat( ),调用格式：strcat(str1,str2) 功能：把str2中的字符串连接到str1字符串的后面，结果放在str1数组中，函数值是str1的值。,必须 足够大,输出结果： beijing and shanghai,例如： char str121=beijing and ; char str

34、2 =shanghai; printf(%s,strcat(str1,str2);,2020/9/15,73,4字符串复制函数 strcpy( ),调用格式：strcpy(str1,str2) 功能：将str2中的字符串复制到str1数组中。,s1必须 足够大,思考：这样赋值 s1=Beijing ;或 s1=s2;可以吗？为什么？,s1的结果,例如： char s110,s2 = Beijing; strcpy(s1,s2); 或：strcpy(s1,Beijing);,2020/9/15,74,5字符串比较函数 strcmp( ),调用格式：strcmp(str1,str2),str1,s

35、tr2,str1,str2,str1,str2,strcmp(str1,str2)=0,strcmp(str1,str2)0,strcmp(str1,str2)0,2020/9/15,75,例如：比较两个字符串的大小。,main( ) char s1 = aBC,s2 = abc; if (strcmp(s1,s2)=0) printf(s1=s2); else if (strcmp(s1,s2)0) printf(s1s2); else printf(s1s2); ,程序输出结果： s1s2,思考：若有语句 if (s1= =s2) printf(s1=s2);比较的是什么？,2020/9/

36、15,76,8.求字符串长度函数 strlen( ),调用格式：strlen(str) 功能：测试字符串长度。函数值就是str中字符的个数。,思考： 字符串China和str数组在内存中各占几个字节？,输出结果： 5,例如： char str10= China; printf(%d,strlen(str); 或 printf(%d,strlen(China);,2020/9/15,77,7大写字母转换成小写字母函数 strlwr( ),调用格式：strlwr(str) 功能：将str字符串中的大写字母转换成小写字母。,输出结果： micro soft word,输出结果： abcd,例如： char str =MICRO SOFT WORD ; strlwr(str); pu