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第四讲 数组的概念及应用参考书,,C程序设计,第六章
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本讲主要内容
数组的概念
一维数组
二维及多维数组
字符数组
综合举例
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数组的概念
—— 概念引入用基本数据类型可以解决所有问题吗？
例如,对某班学生的成绩按由高到底的次序进行排序。
3 名？
30 名？
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数组的概念数组 是具有一定 顺序关系 的若干 相同类型变量的集合体,组成数组的变量称为该数组的 元素 。
数组属于构造类型。
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一维数组
—— 定义与引用
一维数组的定义类型说明符 数组名 [ 常量表达式 ]；
例如,int a[10]
表示 a 为整型数组，有 10个元素,a[0]...a[9]
可以是 常量 和 符号常量,不能用变量。
引用
- 必须 先定义,后使用。
- 只能逐个引用数组 元素,而不能一次引用整个数组。
例如,a[0]=a[5]+a[7]-a[2*3]
数组名的构成方法与一般变量名相同。
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一维数组
—— 存储顺序数组元素 在内存中顺次存放，它们的地址是连续的 。
例如,具有 10个元素的数组 a，在内存中的存放次序如下：
数组 名字 是数组 首元素的内存地址 。
数组名是一个 常量,不能被赋值。
a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9]a
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一维数组 —— 初始化可以在编译阶段使数组得到初值：
- 在定义数组时对数组元素赋以初值。
例如,static int a[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
- 可以只给一部分元素赋初值。
例如,static int a[10]={0,1,2,3,4};
static int b[10]={,1,,3,,5};
- 不能给数组整体赋初值。
- 在对全部数组元素赋初值时，可以不指定数组长度。
例如,static int a[]={1,2,3,4,5};
程序举例
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存储顺序按行存放，上例中数组 a的存储顺序为：
二维数组 —— 定义及引用
二维数组的定义类型说明符 数组名 [常量表达式 ][常量表达式 ]
例如,float a[3][4];
a00 a01 a02 a03 a10 a11 a12 a13 a20 a21 a22 a23
a[0]—— a00 a01 a02 a03
a[1]—— a10 a11 a12 a13
a[2]—— a20 a21 a22 a23
a可以理解为：
引用例如,b[1][2]=a[2][3]/2; 下标不要越界
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二维数组
—— 初始化
分行给二维数组赋初值例如,static int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
将所有数据写在一个 {}内，按顺序赋值例如,static int a[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
可以对部分元素赋初值例如,static int a[3][4]={{1},{0,6},{0,0,11}};
程序举例
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字符数组
定义和引用例,static char str[8]={112,114,111,103,114,97,109,0};
static char str[8]={'p','r','o','g','r','a','m','\0'};
static char str[8]="program";
static char str[]="program";
字符串
- 字符串常量，例如,"china"
- 没有字符串变量，用字符数组来存放字符串
- 字符串以 '\0'为结束标志
字符数组的初始化程序举例 1 程序举例 2
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字符数组的输入 /输出
方法
- 逐个字符输入输出
- 将整个字符串一次输入或输出例,static char c[]="China";
printf("%s",c);
注意
- 输出字符不包括 '\0'
- 用 "%s"输出字符串时，输出项是字符数组名（不加 &），
输出时遇到 '\0'结束。
- 用 scanf输入多个字符串时，以空格分隔；输入单个字符串时其中不能有空格。
例如：
程序中有下列语句：
static char str1[5],str2[5],str3[5];
scanf("%s%s%s",str1,str2,str3);
运行时输入数据：
How are you? 内存中变量状态如下：
str1,H o w \0
str2,a r e \0
str3,y o u? \0
若改为：
static char str[13];
scanf("%s",str);
运行时输入数据：
How are you?
内存中变量 str 内容如下：
str,H o w \0
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字符串处理函数
puts 输出字符串
gets 输入字符串
(#include<stdio.h>)
strcat 字符串连接
strcpy 字符串复制
strcmp 字符串比较
strlen 字符串长度
strlwr 将字符串中的大写字符转换为小写字符
strupr 将字符串中的小写字符转换为大写字符
(#include<string.h>)
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应用举例 -1
题目：
- 接受键盘输入的两个字符串，并将其首尾相接后输出。
每个字符串内部不含空格，两个字符串之间以空白符分隔。
分析：
- 数据结构：
字符串的存储需要用字符数组
- 算法要点：
字符串输入，可以用具有词处理功能的 Scanf()函数
字符串拼接方法：先找到第一个字符串的末尾，然后将第二个串的字符逐个添加到末尾。注意，要去掉第一个串的结束符 '\0'，但第二个串的结束符 '\0'要添加进去。
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main()
{
char str1[50],str2[20];
int i,j;
printf("Enter string No.1:\n");
scanf("%s",str1);
printf("Enter string No.2:\n");
scanf("%s",str2);
i=j=0;
while(str1[i]!='\0')
i++;
while((str1[i++]=str2[j++])!='\0') ;
printf("string No.1->%s\n",str1);
}
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运行结果：
Enter string No.1:
abcdefgh
Enter string No.2:
IJKLMNOPQRS
string No.1->abcdefghIJKLMNOPQRS
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应用举例 -2
题目：从键盘输入若干行文本，每行以回车结束，
以 ctrl+z 作为输入结束符，统计其行数。
分析：
- 数据结构：
由于只统计行数，所以不必使用数组存储文本内容，
只须定义一个字符变量暂存读入的字符。
- 算法要点：
读入字符可以用 getchar() 函数。
每读入一个字符，要判断是否输入结束
要判断读入的是否回车符，定义一个整型变量回车符进行计数，以实现统计行数的功能。
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#include<stdio.h>
main()
{
int c,nl;
nl=0;
while((c=getchar())!=EOF)
if(c=='\n')
++nl;
printf("%d\n",nl);
}
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运行结果：
This supplement is designed as a tutorial
for a student who uses Data Structures
with C++ without the language background
or who wishes for a quick review of basic
C++ concepts.
5
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应用举例 -3
题目：把输入的字符串逆序排列，并显示。
分析：
- 数据结构：
输入的字符串用字符数组存放。
- 算法要点：
逆序排列用交换算法，求出字符串最后一个字符的下标，然后将第一个和最后一个交换，第二个和倒数第二个交换,...。
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main()
{
char str[80];
int c,i,j;
printf("Enter a string:\n");
scanf("%s",str);
for(i=0,j=strlen(str)-1;i<j;i++,j--)
{
c=str[i];
str[i]=str[j];
str[j]=c;
}
printf("\nReversed string:\n%s\n",str);
}
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运行结果：
Enter a string:
abcdefgh
Reversed string:
hgfedcba
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应用举例 -4
题目：从键盘输入字符，以 ctrl+z 结束，统计输入的数字 0～ 9、空白符和其它字符的个数。
分析：
- 数据结构：
定义一个具有 10 个元素的整型数组来存放数字 0～ 9
的个数。
定义两个整型变量来存放空白符和其它字符的个数。
- 算法要点：
计数用的数组和变量要初始化为 0。
用循环结构处理字符读入，内嵌分支结构处理计数。
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#include<stdio.h>
main()
{ int c,i,nwhite,nother,ndigit[10];
nwhite=nother=0;
for(i=0;i<10;i++)
ndigit[i]=0;
while((c=getchar())!=EOF)
if(c>='0'&&c<='9')
++ndigit[c-'0'];
else if(c==' '||c=='\n'||c=='\t')
++nwhite;
else
++nother;
for(i=0;i<10;i++)
printf("digit '%d':%d\n",i,ndigit[i]);
printf("white space:%d\n",nwhite);
printf("other character:%d\n",nother);
}
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运行结果：
The use of the double colon in front of
the variable name,in lines 11,13,and
16,instructs the system that we are
interested in using the global variable
named index.
digit '1':4
digit '2':0
digit '3':1
digit '4':0
digit '5':0
digit '6':1
digit '7':0
digit '8':0
digit '9':0
white space:34
other character:132
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应用举例 -5
题目：
- 从键盘输入一个字符串（长度不超过 20，其中不含空格），将其复制一份，复制时将小写字母都转换成为大写字母）。
分析：
- 数据结构
定义两个数组，存放字符串。
- 算法要点
将小写字母 转换为大写字母,小写字母 -'a'+'A'。
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main()
{
char a[20],b[20];
int i;
printf("Enter a string:\n");
scanf("%s",a);
i=0;
do
{
b[i]=(a[i]>='a'&&a[i]<='z')?
a[i]-'a'+'A':a[i];
}while(a[i++]!='\0');
printf("Copyed string:\n%s\n",b);
}
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运行结果：
Enter a string:
Programmer
Copyed string:
PROGRAMMER
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应用举例 -6
题目：
- 从一个三行四列的整型二维数组中查找第一个出现的负数。
分析算法要点
- 用两层嵌套的 for 循环来遍历数组元素，判断是否为负数。
- 当找到第一个负数时就应该退出循环，为此，应定义一个标记变量，用于标记找到与否的状态，并将此标记加入循环控制条件中，以控制循环在适当时候退出。
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main()
{ int i,j,found,num[3][4];
printf("Enter 12 integers:\n");
for(i=0;i<3;i++)
for(j=0;j<4;j++)
scanf("%d",&num[i][j]);
found=0;
for(i=0;i<3 && !found;i++)
for(j=0;j<4 && !found;j++)
found=num[i][j]<0;
if(!found)
printf("not found\n");
else
printf("minus number num[%d][%d]:%d\n",i-1,j-1,num[i-1][j-
1]);
}
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运行结果：
Enter 12 integers:
3 5 56 1 45 -6 43 -1 1 4 -8 15
minus number num[1][1]:-6
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应用举例 -7
题目
- 用筛选法求 100以内的素数
分析
- 数据结构
定义一个具有 100 个元素的数组，用来标记整数 1～
100是否素数。 0表示非素数,1表示素数。
- 算法要点
本例使用筛选法,1不是素数，从 2开始，每找到一个素数，便将其倍数全部标记为非素数，最后省下的便是素数。
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N-S图定义及初始化变量将 1 标记为非负数
n=1; n<=100; n++
n是素数？
Y N
输出 n
将 n 的所有倍数都标记为非负数
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#include<stdio.h>
#define SIZE 100
#define PWIDTH 10
main()
{
char sieve[SIZE];
int i,n,printcol;
for(i=0;i<=SIZE;i++)
sieve[i]=0;
sieve[0]=1;
printcol=0;
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for(n=1;n<=SIZE;n++)
if(sieve[n-1]==0)
{
printf("%5d",n);
if(++printcol>=PWIDTH)
{
putchar('\n');
printcol=0;
}
for (i=n;i<=SIZE;i=i+n)
sieve[i-1]=1;
}
}
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运行结果：
2 3 5 7 11 13 17 19 23 29
31 37 41 43 47 53 59 61 67 71
73 79 83 89 97
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作 业
P99 6.2,6.4,6.9
预习,C程序设计,第七章
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第四讲 数组的概念及应用参考书,,C程序设计,第六章
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本讲主要内容
数组的概念
一维数组
二维及多维数组
字符数组
综合举例
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数组的概念
—— 概念引入用基本数据类型可以解决所有问题吗？
例如,对某班学生的成绩按由高到底的次序进行排序。
3 名？
30 名？
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数组的概念数组 是具有一定 顺序关系 的若干 相同类型变量的集合体,组成数组的变量称为该数组的 元素 。
数组属于构造类型。
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一维数组
—— 定义与引用
一维数组的定义类型说明符 数组名 [ 常量表达式 ]；
例如,int a[10]
表示 a 为整型数组，有 10个元素,a[0]...a[9]
可以是 常量 和 符号常量,不能用变量。
引用
- 必须 先定义,后使用。
- 只能逐个引用数组 元素,而不能一次引用整个数组。
例如,a[0]=a[5]+a[7]-a[2*3]
数组名的构成方法与一般变量名相同。
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一维数组
—— 存储顺序数组元素 在内存中顺次存放，它们的地址是连续的 。
例如,具有 10个元素的数组 a，在内存中的存放次序如下：
数组 名字 是数组 首元素的内存地址 。
数组名是一个 常量,不能被赋值。
a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9]a
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一维数组 —— 初始化可以在编译阶段使数组得到初值：
- 在定义数组时对数组元素赋以初值。
例如,static int a[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
- 可以只给一部分元素赋初值。
例如,static int a[10]={0,1,2,3,4};
static int b[10]={,1,,3,,5};
- 不能给数组整体赋初值。
- 在对全部数组元素赋初值时，可以不指定数组长度。
例如,static int a[]={1,2,3,4,5};
程序举例
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存储顺序按行存放，上例中数组 a的存储顺序为：
二维数组 —— 定义及引用
二维数组的定义类型说明符 数组名 [常量表达式 ][常量表达式 ]
例如,float a[3][4];
a00 a01 a02 a03 a10 a11 a12 a13 a20 a21 a22 a23
a[0]—— a00 a01 a02 a03
a[1]—— a10 a11 a12 a13
a[2]—— a20 a21 a22 a23
a可以理解为：
引用例如,b[1][2]=a[2][3]/2; 下标不要越界
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二维数组
—— 初始化
分行给二维数组赋初值例如,static int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
将所有数据写在一个 {}内，按顺序赋值例如,static int a[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
可以对部分元素赋初值例如,static int a[3][4]={{1},{0,6},{0,0,11}};
程序举例
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字符数组
定义和引用例,static char str[8]={112,114,111,103,114,97,109,0};
static char str[8]={'p','r','o','g','r','a','m','\0'};
static char str[8]="program";
static char str[]="program";
字符串
- 字符串常量，例如,"china"
- 没有字符串变量，用字符数组来存放字符串
- 字符串以 '\0'为结束标志
字符数组的初始化程序举例 1 程序举例 2
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字符数组的输入 /输出
方法
- 逐个字符输入输出
- 将整个字符串一次输入或输出例,static char c[]="China";
printf("%s",c);
注意
- 输出字符不包括 '\0'
- 用 "%s"输出字符串时，输出项是字符数组名（不加 &），
输出时遇到 '\0'结束。
- 用 scanf输入多个字符串时，以空格分隔；输入单个字符串时其中不能有空格。
例如：
程序中有下列语句：
static char str1[5],str2[5],str3[5];
scanf("%s%s%s",str1,str2,str3);
运行时输入数据：
How are you? 内存中变量状态如下：
str1,H o w \0
str2,a r e \0
str3,y o u? \0
若改为：
static char str[13];
scanf("%s",str);
运行时输入数据：
How are you?
内存中变量 str 内容如下：
str,H o w \0
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字符串处理函数
puts 输出字符串
gets 输入字符串
(#include<stdio.h>)
strcat 字符串连接
strcpy 字符串复制
strcmp 字符串比较
strlen 字符串长度
strlwr 将字符串中的大写字符转换为小写字符
strupr 将字符串中的小写字符转换为大写字符
(#include<string.h>)
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应用举例 -1
题目：
- 接受键盘输入的两个字符串，并将其首尾相接后输出。
每个字符串内部不含空格，两个字符串之间以空白符分隔。
分析：
- 数据结构：
字符串的存储需要用字符数组
- 算法要点：
字符串输入，可以用具有词处理功能的 Scanf()函数
字符串拼接方法：先找到第一个字符串的末尾，然后将第二个串的字符逐个添加到末尾。注意，要去掉第一个串的结束符 '\0'，但第二个串的结束符 '\0'要添加进去。
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main()
{
char str1[50],str2[20];
int i,j;
printf("Enter string No.1:\n");
scanf("%s",str1);
printf("Enter string No.2:\n");
scanf("%s",str2);
i=j=0;
while(str1[i]!='\0')
i++;
while((str1[i++]=str2[j++])!='\0') ;
printf("string No.1->%s\n",str1);
}
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运行结果：
Enter string No.1:
abcdefgh
Enter string No.2:
IJKLMNOPQRS
string No.1->abcdefghIJKLMNOPQRS
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应用举例 -2
题目：从键盘输入若干行文本，每行以回车结束，
以 ctrl+z 作为输入结束符，统计其行数。
分析：
- 数据结构：
由于只统计行数，所以不必使用数组存储文本内容，
只须定义一个字符变量暂存读入的字符。
- 算法要点：
读入字符可以用 getchar() 函数。
每读入一个字符，要判断是否输入结束
要判断读入的是否回车符，定义一个整型变量回车符进行计数，以实现统计行数的功能。
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#include<stdio.h>
main()
{
int c,nl;
nl=0;
while((c=getchar())!=EOF)
if(c=='\n')
++nl;
printf("%d\n",nl);
}
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for a student who uses Data Structures
with C++ without the language background
or who wishes for a quick review of basic
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5
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应用举例 -3
题目：把输入的字符串逆序排列，并显示。
分析：
- 数据结构：
输入的字符串用字符数组存放。
- 算法要点：
逆序排列用交换算法，求出字符串最后一个字符的下标，然后将第一个和最后一个交换，第二个和倒数第二个交换,...。
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main()
{
char str[80];
int c,i,j;
printf("Enter a string:\n");
scanf("%s",str);
for(i=0,j=strlen(str)-1;i<j;i++,j--)
{
c=str[i];
str[i]=str[j];
str[j]=c;
}
printf("\nReversed string:\n%s\n",str);
}
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运行结果：
Enter a string:
abcdefgh
Reversed string:
hgfedcba
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应用举例 -4
题目：从键盘输入字符，以 ctrl+z 结束，统计输入的数字 0～ 9、空白符和其它字符的个数。
分析：
- 数据结构：
定义一个具有 10 个元素的整型数组来存放数字 0～ 9
的个数。
定义两个整型变量来存放空白符和其它字符的个数。
- 算法要点：
计数用的数组和变量要初始化为 0。
用循环结构处理字符读入，内嵌分支结构处理计数。
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#include<stdio.h>
main()
{ int c,i,nwhite,nother,ndigit[10];
nwhite=nother=0;
for(i=0;i<10;i++)
ndigit[i]=0;
while((c=getchar())!=EOF)
if(c>='0'&&c<='9')
++ndigit[c-'0'];
else if(c==' '||c=='\n'||c=='\t')
++nwhite;
else
++nother;
for(i=0;i<10;i++)
printf("digit '%d':%d\n",i,ndigit[i]);
printf("white space:%d\n",nwhite);
printf("other character:%d\n",nother);
}
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运行结果：
The use of the double colon in front of
the variable name,in lines 11,13,and
16,instructs the system that we are
interested in using the global variable
named index.
digit '1':4
digit '2':0
digit '3':1
digit '4':0
digit '5':0
digit '6':1
digit '7':0
digit '8':0
digit '9':0
white space:34
other character:132
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应用举例 -5
题目：
- 从键盘输入一个字符串（长度不超过 20，其中不含空格），将其复制一份，复制时将小写字母都转换成为大写字母）。
分析：
- 数据结构
定义两个数组，存放字符串。
- 算法要点
将小写字母 转换为大写字母,小写字母 -'a'+'A'。
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main()
{
char a[20],b[20];
int i;
printf("Enter a string:\n");
scanf("%s",a);
i=0;
do
{
b[i]=(a[i]>='a'&&a[i]<='z')?
a[i]-'a'+'A':a[i];
}while(a[i++]!='\0');
printf("Copyed string:\n%s\n",b);
}
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运行结果：
Enter a string:
Programmer
Copyed string:
PROGRAMMER
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应用举例 -6
题目：
- 从一个三行四列的整型二维数组中查找第一个出现的负数。
分析算法要点
- 用两层嵌套的 for 循环来遍历数组元素，判断是否为负数。
- 当找到第一个负数时就应该退出循环，为此，应定义一个标记变量，用于标记找到与否的状态，并将此标记加入循环控制条件中，以控制循环在适当时候退出。
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main()
{ int i,j,found,num[3][4];
printf("Enter 12 integers:\n");
for(i=0;i<3;i++)
for(j=0;j<4;j++)
scanf("%d",&num[i][j]);
found=0;
for(i=0;i<3 && !found;i++)
for(j=0;j<4 && !found;j++)
found=num[i][j]<0;
if(!found)
printf("not found\n");
else
printf("minus number num[%d][%d]:%d\n",i-1,j-1,num[i-1][j-
1]);
}
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运行结果：
Enter 12 integers:
3 5 56 1 45 -6 43 -1 1 4 -8 15
minus number num[1][1]:-6
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应用举例 -7
题目
- 用筛选法求 100以内的素数
分析
- 数据结构
定义一个具有 100 个元素的数组，用来标记整数 1～
100是否素数。 0表示非素数,1表示素数。
- 算法要点
本例使用筛选法,1不是素数，从 2开始，每找到一个素数，便将其倍数全部标记为非素数，最后省下的便是素数。
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N-S图定义及初始化变量将 1 标记为非负数
n=1; n<=100; n++
n是素数？
Y N
输出 n
将 n 的所有倍数都标记为非负数
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#include<stdio.h>
#define SIZE 100
#define PWIDTH 10
main()
{
char sieve[SIZE];
int i,n,printcol;
for(i=0;i<=SIZE;i++)
sieve[i]=0;
sieve[0]=1;
printcol=0;
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for(n=1;n<=SIZE;n++)
if(sieve[n-1]==0)
{
printf("%5d",n);
if(++printcol>=PWIDTH)
{
putchar('\n');
printcol=0;
}
for (i=n;i<=SIZE;i=i+n)
sieve[i-1]=1;
}
}
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运行结果：
2 3 5 7 11 13 17 19 23 29
31 37 41 43 47 53 59 61 67 71
73 79 83 89 97
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作 业
P99 6.2,6.4,6.9
预习,C程序设计,第七章
