《c语言程序设计教学资料》第8章---数组.ppt

第8章 数组,主要内容,一维数组的定义、初始化和引用 二维数组的定义、初始化和引用 向函数传递一维数组 向函数传递二维数组 常用的排序和查找算法,前几章使用的变量都属于基本类型，例如：整型、字符型、浮点型数据，这些都是简单的数据类型。 对于有些数据，只用简单的数据类型是不够的，难以反映出数据的特点，也难以有效地进行处理。,问题：有如下几组数据，它们分别该如何存储呢？,一个班学生的学习成绩 一行文字 一个矩阵,这些数据的特点是： 1、具有相同的数据类型 2、使用过程中需要保留原始数据 C语言为这些数据，提供了一种构造数据类型：数组。,保存大量同类型的相关数据,为什么使用数组,数组是多个同类型数据对象的组合。 数组中汇集了多个数据项，称为数组元素。 数组元素的排列是有一定规律的，下标代表数据在数组中的序号 用一个数组名和下标唯一确定数组中的元素 数组中，可已统一方式处理一批/所有元素，是数组和独立变量的主要区别,数组的定义,定义数组时需要说明： 数组元素类型 数组名 数组的元素个数 元素个数也称数组的大小或长度 数组定义： 数据类型 数组名 整数1 整数2 整数n 如：int a10; double b107; 数组定义可以与其它变量定义在一起 如：int a10, n, a125;,数组大小最好使用宏来定义，以适应可能的变化 如： #define SIZE 10 int aSIZE;,数组大小定以后，将不能改变,数组存储,系统会在内存分配连续的空间给此数组。 如：int a10; 定义一个有10个int型元素的数组,使用a0、 a1、 a9这样的形式访问每个元素，可以像使用普通变量一样使用它们。 直接对a访问，就是访问此数组的首地址。,不带小标的数组名具有特殊含义，表示数组的首地址,数组的存储结构,根据数组的数据类型，为每个元素安排相同长度的存储空间 根据数组的存储类型，将其安排在内存的动态、静态存储区或者寄存器区。,用sizeof(数组名)获得数组所占字节数 一维数组占用字节数=数组长度×sizeof(数组名) 二维数组占用字节数=第一维长度×第二维长度× sizeof(数组名),数组使用,对于数组：类型 数组名 整数n，元素顺序编号为：首元素序号0，其余顺序编号。 n元数组元素编号：0到n-1。 元素编号称为下标。,一维数组的定义格式为： 类型说明符 数组名常量表达式； 例如： int a10; 它表示定义了一个整形数组，数组名为a，此数组有10个元素。,一维数组,说明： 1.数组名定名规则和变量名相同，遵循标识符定名规则。 2.在定义数组时，需要指定数组中元素的个数，方括弧中的常量表达式用来表示元素的个数，即数组长度。例如，指定a10，表示a数组有10个元素，注意下标是从0开始的，这10个元素是，a0，a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7，a8，a9。请持别注意，按上面的定义，不存在数组元素a10。 3. 常量表达式中可以包括常量和符号常量，但不能包含变量。也就是说，C语言不允许对数组的大小作动态定义，即数组的大小不依赖于程序运行过程中变量的值。例如，下面这样定义数组是不行的：,举例： int n; scanf(“%d，, float a0; /* 数组大小为0没有意义 */ int b(2)(3); /* 不能使用圆括号 */ int k, ak; /* 不能用变量说明数组大小*/,数组说明中其他常见的错误,一维数组的输入和输出,输入方法： 输入第i个数组元素： scanf(“%d”, ,输出方法： 输出第i个数组元素： printf(“%d”, ai-1); 输入整个数组元素： for (i=0;i10;i+) printf(“%d”, ai);,int a10,不为自动数组初始化，数组中的元素值是不确定的 不为静态或外部数组初始化，则对数值型数组元素，初值为0，而对字符型数组元素，初值为空字符 0 对数组元素初始化的实现方法：,一维数组的初始化,1.在定义数组时对数组元素赋以初值。,例如： int a10=0，1，2，3，4，5，6，7，8，9; 将数组元素的初值依次放在一对花括弧内。经过上面的定义和初始化之后，a0=0，a1=1，a2=2，a3=3，a4=4，a5=5，a6=6，a7=7，a8=8，a9=9。,2.只给一部分元素赋值,未初始化的元素将自动被初始化为0。,如：int a10=0，1，2，3，4; 相当于： int a10=0，1，2，3，4，0，0，0，0，0;,3.如果想使一个数组中全部元素值为0，可以写成,int a10=0，0，0，0，0，0，0，0， 0，0; 或 int a10=0; 不能写成：int a10=0*10;,4.在对全部数组元素赋初值时，由于数据的个数已经确定，因此可以不指定数组长度。,例如：int a5=1，2，3，4，5; 也可以写成 int a =1，2，3，4，5;,在第二种写法中，花括弧中有5个数，系统就会据此自动定义a数组的长度为5。但若数组长度与提供初值的个数不相同，则数组长度不能省略。例如，想定义数组长度为10，就不能省略数组长度的定义，而必须写成 int a10=1，2，3，4，5; 只初始化前5个元素，后5个元素为0。,一维数组在内存中的存放,每个数据元素占用的字节数，就是基类型的字节数 一个元素占4个字节,一维数组： float mark100;,数组名 下标 下标可以是整型常量或整型表达式。例如: a0=a5+a7-a2*3,一维数组元素的引用,数组元素的引用方式：,一维数组元素引用的程序实例,程序使a0到a9的值为09，然后按逆序输出。,程序举例1：用数组来处理,求解Fibonacci数列。,Fibonacci数列：斐波那契数列，又称黄金分割数列或兔子数列。 指的是这样一个数列：0、1、1、2、3、5、8、13，即满足公式：F(0)=0， F(1)=0、 F(n)= F(n-1)+ F(n-2),一维数组程序举例,二维数组,不能写成 float a3, 4，b(5)(10);,二维数组的定义格式为：,数据类型 数组名行标列标；,例如：定义a为3×4(3行4列)的数组，b为5×10(5行10列)的数组。如下： float a34，b510；,二维数组的输入和输出,输入方法： 输入第i行j列元素： scanf(“%d”, ,输出方法： 输出第i行j列元素： printf(“%d”, ai-1j-1); 输入整个数组元素： for (i=0;i2;i+) for (j=0;j3;i+) printf(“%d”, aij);,int a2 3,可以用下面4种方法对二维数组初始化,数据类型 数组名 常量表达式1常量表达式2初始化数据；,二维数组的初始化,1.分行给二维数组赋初值（按行初始化）。,如：int a34=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12;,2.可以将所有数据写在一个花括弧内，按数组排列的顺序对各元素赋初值（按元素初始化）。,如：int a34=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12;,如：int a34; a34=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12;,1 0 0 0 5 0 0 0 9 0 0 0,也可以对各行中的某一元素赋初值 如：int a34=1，0，6，0，0，0，11;,1 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 11,1 0 0 0 5 6 0 0 0 0 0 0,如：int a34=1，5，6;,3.对部分元素赋初值，未初始化的元素将自动被初始化为0。,如：int a34=1，5，9;,也可以只对某几行元素赋初值。,在定义时也可以只对部分元素赋初值而省略第一维的长度，最好按行赋初值。,0 0 3 0 0 0 0 0 0 10 0 0,4.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。,如：int a34=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12; 它等价于：int a4=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12;,如：int a4=0，0，3，0，10;,如： int a33=1，2，3，4，5，6，7，0，0; 它等价于： int a3=1，2，3，4，5，6，7;,注意：不能省略第二维的长度。,二维数组在内存中的存放,二维数组中的元素在内存中的排列顺序是：按行存放，即先顺序存放第一行的元素，再存放第二行的元素,地址 值 数组元素,b00 b01 b02 b10 b11 b12 b20 b21 b22,3000H 3002H 3004H 3006H 3008H 300AH 300CH 300EH 3010H,例如：整型数组 b33= 1,2,3, 4,5,6, 7,8,9 ;,1 2 3,4 5 6,789,问题：有了二维数组的基础，那么多维数组如何定义呢？,定义三维数组： float a234;,第一维下标值和第二维下标的值从0开始 数组元素可以出现在表达式中，也可以被赋值。 例如：b12=a23/2,二维数组的引用,二维数组元素的表示形式为： 数组名下标下标 例如： a23 下标可以是整型表达式，如 a2-12*2-1,常出现的错误有： int a34; /* 定义a为3×4的数组 */ a34=3;,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。,下标越界是大忌！,以一维数组为例，an-1是数组的最后一个元素 编译程序不检查是否越界 下标越界，将访问数组以外的空间 那里的数据是未知的，不受我们掌控，可能带来严重后果,1,2,0,1,2,3,4,5,8,9,10,11,c和a的值因数组越界而被破坏了,0,1,2,3,4,5,6,6,7,8,9,10,11,二维数组程序举例,例: 将一个二维数组行和列元素互换，存到另一个二维数组中。,例：有一个3×4的矩阵，要求编程序求出其中值最大的那个元素的值，以及其所在的行号和列号。,先用N-S流程图表示算法 ，如下：,例：从键盘输入某年某月（包括闰年），变成输入该月的天数,如何使两个数组的值相等,void main() int b4=1,2,3,4, a4; a=b; ,方法二：int i; for (i=0;i4;i+); ai=bi; ,方法一：a0=b0; a1=b1; a2=b2; a3=b3;,向函数传递一维数组,普通变量作函数参数按值调用 传递变量值的副本，实参与形参变量占不同的内存单元 数组作函数参数按值调用 数组元素可以是表达式的组成部分，因此数组元素可以作为函数的实参，与用变量作实参一样，是单向传递，即“值传送”方式。 数组作函数参数按地址调用 传递数组的首地址，实参与形参数组占同一段内存单元,传递整个数组给另一个函数，可以将数组的首地址作为参数传过去。 用数组名作函数参数 只复制一个地址自然比复制全部数组效率高 由于首地址相同，所以实参数组与形参数组占用同一内存 在该函数内，不仅可以读这个数组的元素，还可以修改它们,例：有两个数组a和b，各有10个元素，将它们对应地逐个相比（即a0与0比，a1与1比）。如果a数组中的元素大于数组中的相应元素的数目多于b数组中元素大于a数组中相应元素的数目(例如，aibi6次，biai3次，其中i每次为不同的值)，则认为a数组大于b数组，并分别统计出两个数组相应元素大于、等于、小于的次数。,例：有一个一维数组score，内放10个学生成绩，求平均成绩。,解题思路： 用函数average求平均成绩，用数组名作为函数实参，形参也用数组名 在average函数中引用各数组元素，求平均成绩并返回main函数,例：有两个班级，分别有35名和30名学生，调用一个average函数，分别求这两个班的学生的平均成绩。,解题思路： 需要解决怎样用同一个函数求两个不同长度的数组的平均值的问题 定义average函数时不指定数组的长度，在形参表中增加一个整型变量i 从主函数把数组实际长度从实参传递给形参i 这个i用来在average函数中控制循环的次数 为简化，设两个班的学生数分别为5和10,向函数传递二维数组,使用不带方括号的数组名作为参数传递 传递的是数组的首地址，也是二维数组的第一个元素的地址 二维数组作为形参时不可以省略二维长度 由于二维数组的按行存储，编译器必须知道每行有多少个元素，否则会不确定具体的元素地址,用多维数组名作为函数实参和形参。在被调函数中对形参数组定义时可以指定每一维的大小 。,例：有一个×的矩阵，求所有元素中的最大值。,解题思路： 先使变量max的初值等于矩阵中第一个元素的值，然后将矩阵中各个元素的值与max相比，每次比较后都把“大者”存放在max中，全部元素比较完后，max 的值就是所有元素的最大值。,当形参被声明为二维数组时，可以省略数组第一维的长度声明，但不能省略第二维的长度声明,例：某班期末考试科目为数学、英语、物理。班级人数不超过40人，要求计算：,排序和查找算法,排序算法 交换法排序 选择法排序 冒泡法排序 插入法排序,交换法排序：,例：用选择法对数组中10个整数按由小到大排序。,解题思路： 选择法就是先将10个数中最小的数与a0对换；再将a1到a9中最小的数与a1对换每比较一轮，找出一个未经排序的数中最小的一个 共比较9轮,程序举例：用冒泡法对10个数排序(由小到大)。,起泡法的思路是：将相邻两个数比较，将小的调到前头。,经过第一轮(共5次比较与交换)后，最大的数9已“沉底” 。然后进行对余下的前面5个数第二轮比较,如果有n个数，则要进行n-1轮比较。在第1轮比较中要进行n-1次两两比较，在第j轮比较中要进行n-j次两两比较。,经过第二轮(共4次比较与交换)后，得到次大的数8。,程序流程图如下：,数据溢出,mid=(high+low)/2;,如果数组很多，low和high之和大于整数的取值范围 就会发生数据溢出 防止溢出的解决方案 修改计算中间值的方法，用减法代替加法 mid=low+(high-low)/2;,常见错误P219,