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C语言学习与总结---第六章：数组（Array）

数组（Array）

6.1 一维数组
- 6.1.1 一维数组的定义
- 6.1.2 一维数组在内存中的存放
- 6.1.3 一位数组的引用
- 6.1.4 一位数组的初始化
6.2 二维数组
- 6.2.1 二维数组的定义
- 6.2.2 二维数组在内存中的存放
- 6.2.3 二维数组的引用
- 6.2.4 二维数组的初始化
6.3 字符数组
- 6.3.1 字符数组的定义
- 6.3.2 字符数组的初始化
- 6.3.3 二维字符数组
- 6.3.4 字符串和字符串结束标志
- 6.3.5 字符数组的输入输出
- 6.3.6 字符串处理函数
6.4 程序应用

数组：一组具有相同数据类型的数据的有序集合

6.1 一维数组

6.1.1 一维数组的定义

一般格式：

类型说明符  数组名［常量表达式］；

例如，int[10]
定义了一个整形数组，数组名为a，包含10个元素
注意：
（1）数组名命名规则和变量相同
（2）在定义数组时，需要指定数组中元素的个数，即数组长度。
注意数组元素的下标是从0开始的
a［0］ a［1］ a［2］ a［3］ a［4］
a［5］ a［6］ a［7］ a［8］ a［9］
（3）常量表达式可以包括常量和符号常量，但不能包含变量。C语言不允许对数组的大小作动态定义。例如，下面这样定义数组是不行的：

int n;
scanf(“%d″，&n);
int a［n］;

6.1.2 一维数组在内存中的存放

一维数组

int a[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}；

数组元素1,2,3，…，10从低地址a[0]开始向高地址a[9]依次存放。
每个数据元素所占字节数就是基类型字节数。
这句话的意思是，每个数组元素1,2,3…所占字节数为数组的类型int所占字节数，即sizeof（int）

6.1.3 一位数组的引用

引用方式

数组名［下标］

下标可以是整型常量或整型表达式
例如:

a［0］= a［5］+ a［7］- a［2*3］

#include  
int main()  
{  
    int i, a[10];  
    for (i = 0; i < 10; i++)  
        a[i] = i;   //将i的值赋给a[1]  
    for (i = 0; i < 10; i++)  
        printf("%d ", a[i]);   //输出数组a的每个元素  
    return 0;  
}

6.1.4 一位数组的初始化

（1）在定义数组时对数组元素赋以初值。

int a［10］={0，1，2，3，4，5，6，7，8，9};

经过上面的初始化后
a［0］= 0 a［1］= 1 a［2］= 2 a［3］= 3 a［4］= 4
a［5］= 5 a［6］= 6 a［7］= 7 a［8］= 8 a［9］= 9

（2）可以只给一部分元素赋值。

 int a［10］={0，1，2，3，4};

只给前面5个元素赋初值

（3）在对全部数组元素赋初值时，可以不指定数组长度。

int a［5］={1，2，3，4，5};

可以写成

int a［］={1，2，3，4，5};

例，用数组来处理，求解Fibonacci数列

#include  
int main()  
{  
    int i, f[20] = { 1,1 };  
    for (i = 2; i < 20; i++)  
        f[i] = f[i - 2] + f[i - 1];  
    for (i = 0; i < 20; i++)  
    {  
        if (i % 5 == 0) printf("\n");  
        printf("%12d", f[i]);  
    }  
    printf("\n");  
    return 0;  
}

运行结果

6.2 二维数组

6.2.1 二维数组的定义

一般形式为

类型说明符 数组名[常量表达式][常量表达式];

例如：

float a[3][4]，b[5][10]；

可以把二维数组看作是一种特殊的一维数组：它的元素又是一个一维数组。

6.2.2 二维数组在内存中的存放

数组元素在内存中按行存放，即先顺序存放第零行的元素，再存放第一行的元素，再存放第二行的元素…

int b[3][3] = { {1,2,3}, {4,5,6}, {7,8,9} };

6.2.3 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]

例如：

	a[2][3]；		a[2-1][2*2-1]；

数组元素可以出现在表达式中，也可以被赋值，例如：

b[1][2] = a[2][3] / 2

在使用数组元素时，应该注意下标值应在已定义的数组大小的范围内

6.2.4 二维数组的初始化

(1) 分行给二维数组赋初值。

int a[3][4] = {{1，2，3，4}，{5，6，7，8}，{9，10，11，12}};

(2) 将所有数据写在一个大括弧内，按数组排列的顺序对各元素赋初值。

int a[3][4] = {1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12};

(3) 可以对部分元素赋初值。

 int a[3][4] = {{1}，{5}，{9}};

$\left[\begin{matrix} 1&0&0\\ 5&0&0\\ 9&0&0\\ \end{matrix}\right]$
(4) 如果对全部元素都赋初值，则定义数组时对第一维的长度可以不指定，但第二维的长度不能省。

int a[3][4]={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12};

等价于

int a[][4]={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12};

6.3 字符数组

6.3.1 字符数组的定义

字符数组的每个元素都是一个字符，定义方式与普通数组一样。一维字符数组也叫字符串
**区别：**字符’a’ 字符串”a”

char c[3]={‘d’,’o’,’g’};

它在计算机中的存储其实是’d’,’o’,’g’,’\0’，即每个字符串末尾都有一个\0，叫结束标识符

6.3.2 字符数组的初始化

（1）逐个字符赋给数组中各元素例如，

char c[3]={‘d’,’o’,’g’};

如果提供的初值个数大于数组长度，按语法错误处理
（2）如果初值个数与数组长度相同，在定义时可以省略数组长度

char c[]={‘d’,’o’,’g’};

（3）如果初值个数小于数组长度，则只将这些字符赋给数组中前面那些元素，其余的元素定为空字符\0

6.3.3 二维字符数组

定义与普通二维数组一样，例如

char c[3][5] = { { ' ',' ','*',' ',' ' },{' ','*',' ','*',' '},{'*',' ','*',' ','*'} };

6.3.4 字符串和字符串结束标志

‘ \0 ’：字符串结束标志
例如，“dog”，其实是d, o, g, \0
可以用字符串常量初始化字符数组，但此时\0占数组的位置，所以数组长度为字符串长度+1

char c[] = {″I  am  happy″};

或

char c[] = ″I am happy″;

等价

char c[] = {′I′，′ ′，′a′，′m′，′ ′，′h′，′a′，′p′，′p′，′y′，′＼0′};

6.3.5 字符数组的输入输出

（1）逐个字符输入输出：用格式符”%c”输入或输出一个字符

#include  
int main()  
{  
    char c[4] = "dog";  
    for (int i = 0; i < 4; i++)  
        printf("%c", c[i]);  
    return 0;  
}

（2）将整个字符串整体输入或输出用格式符”%s”输入输出整个字符串

#include  
int main()  
{  
    char c[4] = "dog";  
    printf("%s", c);  
    return 0;  
}

（3）用scanf函数输入一个字符串。

char c［6］;
scanf(″%s″，c);

从键盘输入：China↙
注意
scanf函数中的输入项如果是字符数组名，不要再加地址符&。在C语言中数组名代表该数组的起始地址。下面写法不对：

scanf(″%s″，&c)；

如果利用一个scanf函数输入多个字符串，则在输入时以空格分隔。

char strl［5］，str2［5］，str3［5］; scanf(″%s%s%s″，str1，str2，str3);

6.3.6 字符串处理函数

（1）puts函数
一般形式为：puts(字符数组)
作用：将一个字符串输出到终端

char str［］={″China\nBeijing″}; puts(str);

输出结果：
China
Beijing

（2）gets函数

一般形式为：gets(字符数组)
作用：从终端输入一个字符串到字符数组

char str[9]; gets(str);

从键盘输入：
Computer↙

（3）strcat函数

一般形式为：strcat(字符数组1，字符数组2)
作用：连接两个字符数组中的字符串。把字符串2接到字符串1的后面，结果放在字符数组1中。
例如：

char str1[30]={″People′s Republic of ″}; char str2[]={″China″}; strcat(str1，str2);

数组str1变为：People′s Republic of China

（4）strcpy函数

一般形式为：strcpy(字符数组1，字符串2)
作用：将字符串2复制到字符数组1中

char str1［10］，str2［］={″China″}; strcpy(str1，str2);

（5）strncpy函数

作用：将字符串2中前面若干个字符复制到字符数组1中

strncpy(str1，str2，2);

作用：将str2中前面2个字符复制到str1中

（6）strcmp函数

一般形式为：strcmp(字符串1，字符串2)
作用：比较字符串1和字符串2
例如：

strcmp(str1，str2);
strcmp(″China″，″Korea″);
strcmp(str1，″Beijing″);

自左至右逐个字符相比(按ASCII码值大小比较)，如果全部字符都相同，则认为相等；若出现不相同的字符，则以第一对不相同的字符的比较结果为准。例如

"computer">"compare"   "CHINA">"CANADA"   "DOG"<"cat"

比较的结果由函数值带回
(1) 如果字符串1=字符串2，函数值为0。
(2) 如果字符串1>字符串2，函数值为一正整数。
(3) 如果字符串1<字符串2，函数值为一负整数。

（7）strlen函数

一般形式为：strlen(字符数组)
作用：求字符串的实际长度(不包括′＼0′)

char str［10］={″China″}; printf(″%d″，strlen(str));

输出结果是5

（8）strlwr函数

一般形式为：strlwr(字符串)
作用：将字符串中大写字母换成小写字母

（9） strupr函数

一般形式为：strupr(字符串)
作用：将字符串中小写字母换成大写字母

6.4 程序应用

（1）用起泡法对10个数从小到大排序
思路：将相邻两个数比较，将小的调到前头


结论：
如果有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。

#include  
int main()  
{  
    int i, j, t;  
    int a[10];  
    printf("input 10 numbers: \n");  
    for (i = 0; i < 10; i++)  
        scanf_s("%d", &a[i]);  
    printf("\n");  
    for (j = 0; j < 9; j++)  
    {  
        for (i = 0; i < 9 - j; i++)  
        {  
            if (a[i] > a[i + 1])  
            {  
                t = a[i];  
                a[i] = a[i + 1];  
                a[i + 1] = t;  
            }  
        }  
    }  
    printf("the sorted numbers: \n");  
    for (i = 0; i < 10; i++)  
        printf("%d ", a[i]);  
    printf("\n");  
    return 0;  
}

运行结果

（2）将一个二维数组行和列元素互换，存到另一个二维数组中
$A=\left[\begin{matrix} 1&2&3\\ 4&5&6\\ \end{matrix}\right]$
$b=\left[\begin{matrix} 1&4\\ 2&5\\ 3&6\\ \end{matrix}\right]$

#include  
int main()  
{  
    int A[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 }, B[3][2];  
    int i, j;  
    printf("array A : \n");  
    for (i = 0; i < 2; i++)  
    {  
        for (j = 0; j < 3; j++)  
        {  
            printf("%5d", A[i][j]);  
            B[j][i] = A[i][j];  
        }  
        printf("\n");  
    }  
    printf("array B : \n");  
    for (i = 0; i < 3; i++)  
    {  
        for (j = 0; j < 2; j++)  
        {  
            printf("%5d", B[i][j]);  
        }  
        printf("\n");  
    }  
    return 0;  
}

运行结果

（3）有一个3×4的矩阵，输出值最大的数组元素的值，以及其所在的行号和列号

#include  
int main()  
{  
    int a[3][4] = { {1,2,3,4},{11,23,-56,46},{-45,51,31,67} };  
    int i, j, max, row = 0, colum = 0;  
    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;  
                colum = j;  
            }  
        }  
    }  
    printf("max = %d\nrow = %d\ncolum = %d\n", max, row, colum);  
    return 0;  
}

运行结果

（4）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
算法：

#include  
int main()  
{  
    char str[100], c;  
    int num = 0, word = 0;  
    gets_s(str);  
    for (int i = 0; (c = str[i]) != '\0'; i++)  
    {  
        if (c == ' ') word = 0;  
        else if (word == 0)  
        {  
            word = 1;  
            num++;  
        }  
    }  
    printf("There are %d words in the line.\n", num);  
    return 0;  
}

运行结果

（5）有3个字符串,要求找出其中最大者

#include  
#include  
int main()  
{  
    char string[20];  
    char str[3][20];  
    for (int i = 0; i < 3; i++)  
        gets_s(str[i]);  
    if (strcmp(str[0], str[1]) > 0)  
        strcpy_s(string, str[0]);  
    else strcpy_s(string, str[1]);  
    if (strcmp(str[2], string) > 0)  
        strcpy_s(string, str[2]);  
    printf("The largest string is %s.\n", string);  
    return 0;  
}