第六章：数组

第六章：数组

在C语言中，定义了一个数组后，就确定了它所容纳的具有相同数据类型元素的个数

6.1一维数组

数组是由若干个相同类型的变量在内存中有序存储的集合。

int a[10]

定义：

数据类型  数组名[常量表达式，即数组元素的个数]

数据类型：每个数组元素的数据类型
数组名：满足标识符的命名规则，不能与其他变量重名
常量表达式：表示元素的个数，即数组的长度。不能包含变量

访问数组元素时，下标的取值范围为 0 ≤ index < length，过大或过小都会越界，导致数组溢出，发生不可预测的情况。

• 一维数组在内存的存放、
  • 存储单元的大小由数组的类型和数组的长度决定
  • 数组名表示整个数组所占用的内存空间的首地址。同一数组中的所有元素， 按其下标的顺序占用若干连续的存储单元

一维数组的初始化

• 定义：初始化指在定义时指定初始值，编译时将初始值赋给数组元素

• 一般格式：

数据类型 数组名[常量表达式]={初值表}；

• 几种方式

  • 全部数组元素赋初值

    int a[6]={1,2,3,4,5,6};
    

  • 在对全部数组元素赋值时，由于数据的个数已经确定，因此可以不指定数组长度

    int a[]={1,2,3,4,5};
    

  • 部分数组元素赋初值

    int a[6]={1,2,3,4};   # 其余数组元素值为0
    

  • 数组定义后，若全部数组元素在使用前未赋值，则该数组元素的值不确定。若数组元素部分初始化，则未初始化部分元素值为0

    int a[10],b[10]={1,2,3,4};
    

  • 如果想使一个数组的全部元素值为0，可以写为：

    int a[10]={0};
    

• 更高效的初始化方法

memset(a, 0, sizeof(a));  //将数组中的所有元素全部初始化为0

eg:
给数组赋值-1
int A[2];  
memset(A, -1, sizeof(A);  

用sizeof(a)来获得数组a 所占的内存字节数
需要包含头文件：#include <string.h> 

一维数组的访问

• 数组中的每个元素只能逐个被引用，而不能一次引用全部数组元素
• 在c语言中引用数组元素时，其数组下标的数据类型允许是：整型常量或整型表达式
• 数组的引用方式：数组名[下标]
• 下标的取值范围：0<=下标<=数组长度-1

int a[5]={1,2,3};
for (i=0;i<5;i++)
   printf("%d ",a[i]);

一维数组应用举例

• 查找

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main()
{
    int a[] = {21, 13, 52, 0, -25, 11, 54, 41, 87, 9, 3, 98, 43, 65, 11};
    int i, x, flag = 0, k;
    scanf("%d", &x);
    for (i = 0; i < 15; i++)
        if (a[i] == x)
        {
            k = i;
            flag = 1;
            break;
        }
    if (flag==1)
        printf("%d的下标是%d", x, k);
    else
        printf("not exist!");
    system("pause");
    return 0;
}

• 排序

  • 交换排序：通过不断交换数组中数组元素的位置，直到数组排序完成为止。冒泡排序就是交换排序的典型示例。冒泡排序的基本思想就是：扫描整个数组，依次比较相邻的两个数，将小数放在前面，大数放在后面。
  • 冒泡排序总共排序(n-1)轮，总共比较[(n-1)×n]/2次，第i轮比较（n-i）次。
  • 选择排序：首先挑选最小的数，放在第一个数的位置，再从其余位置选最小的数，放在第二个位置，以此类推。

• 拓展：

  • 指针数组

    char*a[10];
    

  • 结构体数组

    struct stu boy[10];
    

6.2-二维数组(即矩阵)

定义：

数据类型 数组名[常量表达式1，即行的个数][常量表达式2，即列的个数]；
 eg:int b[3][5];
b组数据有3行5列，共15个数组元素

• 二维数组有两个下标。常量表达式1代表第一维的长度，常量表达式2是第2维的长度

• 定义一维数组后，则需要为其所有的元素分配内存单元，一维数组占用的内存字节数=数组 长度×每一元素占用的字节数，而且所占用的内存单元是连续的，并按照元素顺序依次排列

  eg: int a[5]; 所占字节数为：4×5=20个字节，用sizeof(a)即可计算内存数
  

• 二维数组在概念上是二维的，但在内存中是连续存放的。换句话说，二维数组的各个元素是相互挨着的，彼此之间没有缝隙。在线性内存中存放二维数组有两种方式：

  • 一种是按行排列， 即放完一行之后再放入第二行；
  • 另一种是按列排列， 即放完一列之后再放入第二列。

• 在C语言中，二维数组是按行排列的。

二维数组初始化

• 一般格式：

  数据类型 数组名[常量表达式1][常量表达式2]={初值表}；
  

• 其他方式：

  • 按行初始化：每一行的数据用括号括起来

  全部元素赋值：
  int x[2][4]={{1，2，3，4}，{5，6，7，8}}；
  
  部分元素赋值：
  int y[3][5]={{1},{6,7},{}};  # 剩余用0补齐
  

  • 按顺序初始化：所有数据在一个花括号内，按数组元素排列的顺序对各元素赋初值，但容易遗漏。

  全部元素赋值：
  int x[2][4]={1,2,3,4,5,6,7,8};
  部分元素赋值：
  int y[3][5]={1,6,7};  # 剩余用0补齐
  

• 省略指定第一维的长度：

  • 给二维数组的全部元素赋值时，可以不指定第一维的长度，但第二维的长度不能省略

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

  • 按行初始化时，也可以只对部分元素赋初值而省略第一维的长度

  int a[][3]={{1},{},{9,11}};
  

二维数组的访问

• 数组元素的引用方式：数组名[下标1] [下标2]

• 下标取值范围：

  0<=下标1<常量表达式1
  0<=下标2<常量表达式2
  
  eg:
  int m[2][3]
  
  m[0][0] m[0][1] m[0][2]
  m[1][0] m[1][1] m[1][2]
  

  注意：定义的m[2] [3]数组中无m[2] [3]元素

• 三维数组：是由多个相同的二维数组构成的

  int a[4][2][10];
  

6.3-字符数组

定义

• 用来存放字符数据的数组是字符数组。

• C语言用字符数组存放字符串，字符数组中的各元素依次存放字符串的各字符

• 一维字符数组：存放一个字符串（每个数组元素存放一个字符）

• 二维字符数组：存放多个一维数组（字符串）；二维数组的行数是字符串的个数

• 定义格式：

   char 数组名[常量表达式];
   
  char 数组名[常量表达式][常量表达式];        //声明的时候，方括号中一定是常量或常量表达式，使用的时候可以是变量。其中常量表达式：整数、字符、符号常量 。 也可以用整型数组存放字符型数据，但是浪费存储空间
  

字符数组的存储

字符数组的初始化

• 用单个字符对字符数组初始化
  • 如果花括号中提供的初值个数（即字符个数）大于数组长度，则出现语法错误
  • 如果提供的初值个数与预定的数组长度相同，在定义时可以省略数组长度，系统会自动根据初值个数确定数组长度
  • 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，其余的元素自动定为空字符（即’\0’）
• 用字符串常量对字符数组初始化

（1）char str[6]={"CHINA"};

（2）char str[6]="CHINA";            //省略｛｝

（3）char str[ ]="CHINA";            // 省略长度值

（4）char c[12]={"HOW ARE YOU"};与char c[ ]={'H','O','W',' ','A','R','E',' ','Y','O','U','\0'};  等价  

（5）char *p=c;     //用一个指针指向该数组，*(p+i) <=> a[i]

• 字符数组逐个字符初始化比整个字符串初始化要少一个“\0”;即__用字符串方式赋值比用逐个字符赋值要多占1个字节，用于存放字符串结束标志’\0’__

字符数组的输入输出

• 逐个字符输入：用%c按字符序列输入
• 整个字符串输入：用%s字符串 //不同于数值型数组

注意：scanf以空格、回车作为结束的

char str[]="i am abc"
scanf("%s",str)

-->i  # 在第一个空格处结束

• 说明
  • 数组名前不加&符号
  • 输入字符串的长度要小于数组长度
  • 只能输入不包括空格、\t和\n的字符串
  • 若要输入空格，用gets函数
  • 自动加’\0’

字符串处理函数：

包含在头文件 <string.h >中

• 字符串输出函数puts

  • 格式： puts（字符数组）

  • 功能：向显示器输出一个字符串（输出完，换行）

  • 说明：字符数组必须以’\0’结束。可以包含转义字符。输出时’\0’转换成’\n’，即输出字符后换行。

    #include<stdio.h>
    #include<string.h>
    int main()
    {
        char a[]={"china\ngood"};
        char b[]={"zhong\0guo"};
        puts(a);
        puts(b); 
        puts("CHINA");
    }
    
    运行结果：
    china
    good
    zhong   //将'\0'转换成'\n'
    CHINA
    

• 字符串输入函数gets

  • 格式：gets(字符数组)
  • 功能：从键盘输入一个以回车结束的字符串放入字符数组中，并自动加’\0’
  • 说明：输入串长度要小于字符数组长度

  #include<stdio.h>
  #include<string.h>
  int main()
  {
      char a1[10],a2[10];
      gets(a1);
      scanf("%s",a2);
      printf("a1=%s\n",a1);
      printf("a2=%s\n",a2);
  }
  
  输入：
  china china  //在scanf中遇到空格字符串便结束了，而gets中，却将空格作为字符存放入字符数组中
  china china
  输出：
  a1=china china
  a2=china
  
  输入：
  abcdeabcdeabcde
  abcdeabcdeabcde
  输出：
  a1=abcdeabcde
  a2=abcdeabcdeabcde
  

• 字符串连接函数stract

  • 格式：strcat(字符数组1，字符数组2)
  • 功能：把字符数组2连到字符数组1后面
  • 返值：返回字符数组1的首地址
  • 说明：
    • 字符数组1必须足够大
    • 连接前，两串均以’\0’结束；连接后，串1的’\0’取消，新串最后加’\0’。

  #include<stdio.h>
  #include<string.h>
  int main()
  {
      char str1[10]={"China is"};
      char str2[]={"good"};
      printf("%s\n",strcat(str1,str2));
  }
   
  输出： China is good
  

• 字符串拷贝函数strcpy

  • 格式：strcpy(字符数组1，字符串2)
  • 功能：把字符数组2,拷贝到字符数组1中去
  • 返值：返回字符数组1的首地址
  • 说明：
    • 字符数组1必须足够大，至少大于字符串2
    • 字符数组1必须是数组名形式（str1），字符串2可以是字符数组名或字符串常量
    • 拷贝时’\0’一同拷贝

  #include<stdio.h>
  #include<string.h>
  int main()
  {
      char str1[20],str2[]="Hello!";
         strcpy(str1,str2);
      printf("%s\n",str1);
      printf("%d\n",strlen(str1));
      printf("%d\n",sizeof(str1));
  }  
  
  Hello!
  6
  20   //总长度
  

• 字符串比较函数strcmp

  • 格式： strcmp(字符串1，字符串2)
  • 功能：比较两个字符串
  • 比较规则：对两串从左向右逐个字符比较（ASCII码），直到遇到不同字符或’\0’为止
  • 返回值：返回int型整数。其值是ASCII码的差值（根据编译器的不同，也有可能返回1，0，-1）
  • 说明：字符比较必须用strcmp

  若字符串1大于字符串2，返回正整数；
    
  若字符串1等于字符串2，返回零；
    
  若字符串1小于字符串2，返回负整数；
  
  #include<stdio.h>
  #include<string.h>
  int main()
  {
      char a[]={"china"},b[]={"henan"};
      int x.y.z;
      x=strcmp(a,b);
      y=strcmp("china","beijing");
      z=strcmp(a,"china");
      printf("x=%d\ny=%d\nz=%d\n",x,y,z);
      return 0;
  }
  
  x=-1  //只比较了c与h的ASCII码值，在ASCII码表中，c的值小于h的值
  y=1   // 在ASCII码表中，c的值大于b的值
  z=0   
  

• 字符串长度函数strlen

  strlen是函数，要在运行的时候才能计算。参数必须是字符型指针。当数组名作为参数传入时，实际上数组就退化成指针了

  • 格式： strlen（字符数组）
  • 功能：返回字符串的长度。该字符串可能时自己定义的，也可能时内存中随机的，该函数实际完成的功能是从代表该字符串的第一个地址开始遍历，直到遇到结束符NULL。返回的长度大小不包括NULL。
  • 返值：返回字符串实际长度，不包括‘\0’在内

  #include<stdio.h>
  #include<string.h>
  int main()
  {
      char a[]="china";
      printf("%d\n",strlen(a));
      printf("%d\n",sizeof(a));
  }
  
  5  //china后面自带'\0',strlen返回的字符串长度不带'\0'
  6
  

• strlwr函数

  • 格式：strlwr(字符串)

  • 作用：将字符串中的大写字母换成小写字母

• strupr函数

  • 格式：strupr(字符串)
  • 作用：将字符串中的小写字母换成大写字母