第七章 数组在程序设计中,为了处理方便,把具有相同类型的若干变量按有序的形式组织起来。这些按序排列的同类数据元素的集合称为数组。在C语言中,
数组属于构造数据类型。用一个统一的数组名和下标来唯一地确定数组中的元素。
7.1 一维数组的定义和引用
7.1.1 一维数组的定义方式在C语言中使用数组必须先进行定义 。
一维数组的定义方式为:
类型说明符 数组名 [常量表达式 ];
其中:数组名是用户定义的数组标识符 。
方括号中的常量表达式表示数据元素的个数,也称为数组的长度 。
例如,int a[10];
float b[10],c[20];
char ch[20];
说明:
1) 数组的类型实际上是指数组元素的取值类型。对于同一个数组,其所有元素的数据类型都是相同的。
2) 数组名的书写规则应符合标识符的书写规定。
3) 数组名不能与其它变量名相同 。
例如:
main()
{ int a;
float a[10];
……
} 是错误的 。
4) 数组名后是用方括弧括起来的常量表达式,不能用圆括弧 。
5) 允许在同一个类型说明中,说明多个数组和多个变量。
例如,int a,b,c,d,k1[10],k2[20];
6) 不能在方括号中用变量来表示元素的个数,但是可以是符号常数或常量表达式 。
例如,#define FD 5
main()
{ int a[3+2],b[FD];
……
} 是合法的 。 但是下述说明方式是错误的:
main()
{ int n=5;
int a[n];
……
}
7.1.2 一维数组元素的引用数组元素的一般形式为:
数组名 [下标 ]
其中下标可能为整型常量或整型表达式 。 下标从 0开始 。
数组元素通常也称为下标变量 。 必须先定义数组,
才能使用下标变量 。
下标变量和数组说明在形式中有些相似,但这两者具有完全不同的含义 。 数组说明的方括号中给出的是某一维的长度;而数组元素中的下标是该元素在数组中的位置标识 。 前者只能是常量,后者可以是常量,变量或表达式 。
在C语言中只能逐个地使用下标变量,而不能一次引用整个数组。
例如,输出有 10个元素的数组必须使用循环语句逐个输出各下标变量:
for(i=0; i<10; i++)
printf("%d",a[i]);
而不能用一个语句输出整个数组。
下面的写法是错误的:
printf(" %d",a);
7.1.3 一维数组的初始化数组初始化是指在数组定义时给数组元素赋予初值 。
初始化赋值的一般形式为:
类型说明符 数组名 [常量表达式 ]={值,值 ……值 };
其中在 { }中的各数值即为各元素的初值,各值之间用逗号间隔 。
例如:
int a[10]={ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
相当于 a[0]=0;a[1]=1;...a[9]=9;
C语言对数组的初始化赋值还有以下几点规定:
1) 可以只给部分元素赋初值 。
当 { }中值的个数少于元素个数时,只给前面部分元素赋值,其余自动赋 0值 。
例如,int a[10]={0,1,2,3,4};
2) 只能给元素逐个赋值,不能给数组整体赋值 。
例如给十个元素全部赋 1值,只能写为:
int a[10]={1,1,1,1,1,1,1,1,1,1};
而不能写为,int a[10]=1;
但全部赋值为 0时可以写作 int a[10]={0};
3) 如给全部元素赋值,则在数组说明中,可以不给出数组元素的个数 。
例如,int a[5]={1,2,3,4,5};
可写为,int a[]={1,2,3,4,5};
例 1:用数组来处理求 Fibonacci数列问题。 (l7_3.c)
int f[20]={1,1};
for ( i=2; i<20; i++)
f[i]=f[i-1]+f[i-2];
7.1.4 一维数组程序举例例 2:用起泡法将 10个整数由小到大排序。 (l7_2.c)
起泡法的思路:将相邻两个数比较,将小的交换到前面。
结论:若有 n个数,则要进行 n-1趟比较。
在第 1趟比较中,要进行 n-1 次两两比较;
在第 j 趟比较中,要进行 n-j 次两两比较;
for(j=1;j<=9;j++)
for(i=1;i<=10-j;i++)
if(a[i]>a[i+1]) {t=a[i];a[i]=a[i+1];a[i+1]=t;}
【 例 7.5】 用比较法将数组元素按从大到小的顺序输出 /*(l7_5.c)*/
for(i=0;i<10;i++)
{ p=i;q=a[i];
for(j=i+1;j<10;j++)
if(q<a[j]) { p=j;q=a[j]; }
if(i!=p)
{s=a[i]; a[i]=a[p]; a[p]=s; }
printf("%d",a[i]);
}
【 又例 e71.c】 把一个整数按大小顺序插入已排好序的数组中 。
设排序是从大到小进 行排序的
scanf("%d",&n);
for(i=0;i<10;i++)
if(n>a[i]) break;
for(s=10;s>i;s--)
a[s]=a[s-1];
a[i]=n;
【 例 e73.c】 按 <60,60~ 69,70~ 79,80~ 89,90~
99,100分段统计全班 50名学生在各分数段的人数。
思路:
– 将分数段编成数组下标索引 k=num/10
– 60以下的分数为一个档次 if (k<6) k=5
– 将下标与数组对应 k=k-5
– 相应的数组值加 1
for (i=0;i<50;i++)
{scanf("%d",&num);
k=num/10;
if (k<6) k=5;
k=k-5;
a[k]++;
}
7.2 二维数组的定义和引用
7.2.1 二维数组的定义二维数组定义的一般形式:
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,int a[3][4];
C语言中,二维数组是按行 存放的 。
7.2.2 二维数组的引用二维数组元素的表示形式为:
数组名 [下标 ][下标 ]
其中下标应为整型常量或整型表达式 。
例如,a[2][1]
7.2.3 二维数组的初始化二维数组初始化也是在类型说明时给各下标变量赋以初值 。
二维数组可按行分段赋值,也可按行连续赋值 。
例如对数组 a[5][3]:
1) 按行分段赋值可写为,
int a[5][3]={{80,75,92},{61,65,71},{59,63,70},{85,87,90},{76,77,85} };
2) 按行连续赋值可写为,
int a[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还有以下说明:
1)可以只对部分元素赋初值例如,int a[3][3]={{1},{2},{3}};
是对每一行的第一列元素赋值,未赋值的元素取 0值。
又如,int a [3][3]={{0,1},{0,0,2},{3}};
2) 如对全部元素赋初值,则第一维的长度可以不给出 。
例如:
int a[3][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
可以写为:
int a[][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
3) 二维数组可以看作是由一维数组的嵌套而构成的 。 设一维数组的每个元素都又是一个数组,就组成了二维数组 。
如二维数组 a[3][4],可分解为三个一维数组,
其数组名分别为:
a[0],a[1],a[2]
对这三个一维数组不需另作说明即可使用 。
这三个一维数组都有 4个元素,例如:一维数组
a[0]的元素为 a[0][0],a[0][1],a[0][2],a[0][3]。
例 1、将二维数组 a[M][N]中的元素行列互换,存到另一个数组 b[N][M]中。
1211109
8765
4321
a
1284
1173
1062
951
b
for (i=0; i<M; i++)
for (j=0; j<N; j++)
b[i][j]=a[j][i];
7.2.4 二维数组程序举例( P128)
例 2、有一个 3× 4的矩阵,求出其中最大的那个元素的值,以及其所在的行号和列号。
int row,colum,max;
max=a[0][0];
row=0; colum=0;
for (i=0; i<3; i++)
for (j=0; j<4; j++)
if (a[i][j]>max)
{ max=a[i][j];
row=i;
colum=j;
}
a=( 3 16 8 65
4 9 11 18
10 5 12 2 )
b=(65 18 12)
int b[3],i,j,lmax;
for(i=0;i<=2;i++)
{ lmax=a[i][0];
for(j=1;j<=3;j++)
if(a[i][j]>lmax) lmax=a[i][j];
b[i]=lmax;}
本题的编程思路是,在数组 a的每一行中寻找最大的元素,找到之后把该值赋予数组 b相应的元素。
【 例 e72.c】 在二维数组 a中选出各行最大的元素组成一个一维数组 b。
用来存放字符数据的数组称为字符数组 。
7.3.1 字符数组的定义 方法与数值数组相同 。
例如:
char c[10];
字符数组也可以是二维或多维数组 。
例如,char c[5][10];
7.3 字符数组
7.3.2 字符数组的初始化例如:
char c[10]={‘c’,‘ ’,‘p’,‘r’,‘o’,‘g’,‘r’,‘a’,’m’};
如果初值个数小于数组长度,只将这些字符赋给数组中前面那些元素,其余的元素自动定为空字符(即 ‘ \0’)
对全体元素赋初值时也可以省去长度说明 。
例如:
char c[]={`c`,` `,`p`,`r`,`o`,`g`,`r`,`a`,`m`};
这时 C数组的长度自动定为 9。
7.3.3 字符数组的引用
【 例 7.8】
main()
{ int i,j;
char a[][3]={{‘V',‘B‘,’ ‘},{‘V',‘F',’P'}};
for(i=0;i<=1;i++)
{ for(j=0;j<=4;j++)
printf("%c",a[i][j]);
printf("\n");
}
} 二维字符数组由于在初始化时全部元素都赋以初值,
因此一维下标的长度可以不加以说明。
7.3.4 字符串和字符串结束标志在C语言中没有专门的字符串变量,通常用一个字符数组来存放一个字符串。前面介绍字符串常量时,已说明字符串总是以 ‘ \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。
例如:
char c[]={'c',' ','p','r','o','g','r','a','m'};
可写为,char c[]={"C program"};
或去掉 {}写为,char c[]="C program";
‘\0’是由 C编译系统自动加上的。由于采用了 ‘ \0’标志,所以在用字符串赋初值时一般无须指定数组的长度,而由系统自行处理。
7.3.5 字符数组的输入输出除了上述用字符串赋初值的办法外,还可用 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,而不必使用循环语句逐个地输入输出每个字符 。
【 例 7.9】
main()
{ char c[]=" FoxPro";
printf("%s\n",c); }
注意,在本例的 printf函数中,使用的格式字符串为,%s”,表示输出的是一个字符串 。 而在输出表列中给出 数组名 则可 。 不能写为:
printf("%s",c[]);
说明:
( 1)对一个字符数组,如果不作初始化赋值,则必须说明数组长度。
【 例 7.10】 (l7_10.c)
main()
{
char st[15];
printf("input string:\n");
scanf("%s",st);
printf("%s\n",st);
}
( 2)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。
例如上例中,当输入的字符串中含有空格时,运行情况为:
input string:
this is a book
输出为:
this
为了避免这种情况,可多设几个字符数组分段存放含空格的串 。
程序可改写如下:
【 例 7.11】 (l7_11.c)
main()
{
char st1[5],st2[5],st3[5],st4[5];
printf("input string:\n");
scanf("%s%s%s%s",st1,st2,st3,st4);
printf("%s %s %s %s\n",st1,st2,st3,st4);
}
( 3) C语言规定,数组名代表该数组的首地址 。
整个数组是以首地址开头的一块连续的内存单元 。
如有字符数组 char c[10],数组 c的首地址为 2000,
也就是说 c[0]单元地址为 2000。则数组名 c就代表这个首地址。因此在 c前面不能再加地址运算符 &。如写作
scanf(“%s”,&c);则是错误的。在执行函数 printf(“%s”,c) 时,
按数组名 c找到首地址,然后逐个输出数组中各个字符,
直到遇到字符串终止标志 '\0'为止。
7.3.6 字符串处理函数
C语言提供了丰富的字符串处理函数,大致可分为字符串的输入,输出,合并,修改,比较,转换,
复制,搜索几类 。 使用这些函数可大大减轻编程的负担 。 用于输入输出的字符串函数,在使用前应包含头文件 "stdio.h",使用其它字符串函数则应包含头文件 "string.h"。
下面为几个最常用的字符串函数。
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 7.12】
#include"stdio.h"
main()
{
char c[]=“China\nBeijing";
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 。
本函数得到一个参数值,即为该字符数组的首地址。
【 例 7.13】 (l7_13.c)
#include"stdio.h"
main()
{ char st[15];
printf("input string:\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 7.14】 (l7_14.c)
#include"string.h"
main()
{ char st1[30]="My name is ";
int st2[10];
printf("input your name:\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 组 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。
几点说明:
P136
【 例 7.15】
#include"string.h"
main()
{ char st1[15],st2[]="C Language";
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。
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 7.17】
#include"string.h"
main()
{ int k;
char st[]="C language";
k=strlen(st);
printf("The lenth of the string is %d\n",k);
}
7.3.7 字符数组应用举例( P138)
例 7.18,输入一行字符,统计其中有多少个单词,
单词之间用空格分隔开。 (l7_18.c)
for(i=0;(c=sting[i])!='\0';i++)
if(c==' ') word=0;
else if(word==0)
{word=1;
num++;
}
【 例 7.19】 输入五个国家的名称按字母顺序排列输出 。 (l7_19.c)
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。
编程如下:
for(i=0;i<5;i++)/*输入 5个字符串 */
gets(cs[i]);
printf("\n");
for(i=0;i<5;i++) /*按由小到大顺序排列并输出 */
{ 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]);}printf("\n");
}