第6章 利用数组处理批量数据

一批具有同名的同属性的数据就组成一个数组（array）,s就是数组名

由此可知：

（1）数组是一组有序数据的集合。数组中各数据的排列是有一定规律的，下标代表数据在数组中的序号。

（2）用一个数组名（如s）和下标（如15）来唯一地确定数组中的元素，如s15就代表第15个学生的成绩。

（3）数组中的每一个元素都属于同一个数据类型。不能把不同类型的数据放在同一个数组中。

C语言规定用方括号中的数字来表示下标，如用s[15]表示s15，即第15个学生的成绩。

6.1 怎样定义和引用一维数组

?? 一维数组是数组中最简单的，它的元素只需要用数组名加一个下标，就能唯一确定。

6.1.1 怎样定义一维数组

?? 要想使用数组，就需要先定义数组，才能使用。下面是对数组的定义：

???????? int a[10];

它表示定义了一个整形数组，数组名为a,此数组有10个整型元素。

定义一维数组的一般形式为：

类型符 数组名[常量表达式];

说明：

（1）数组名的命名规则和变量名相同，遵循标识符命名规则。

（2）在定义数组时，需要指定数组中元素的个数，方扩种的常量表达式用来表示元素的个数，即数组长度。

（3）常量表达式中可以包括常量和符号常量。不能包含变量；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。

说明：如果在被调用的函数（不包括主函数）中定义数组，其长度可以是变量和非常量表达式。

void func(int n)

{

???????? int a[2*n];??????????????? //合法，n的值从实参传来

???????? ……

}

如果指定数组为静态（static）存储方式，则不能用“可变长数组”。如：

static int a[2*n];?????????????????????? //不合法，a数组指定为static存储方式

?

6.1.2 怎样引用一维数组元素

在定义数组并对其中的各元素赋值后，就可以引用数组中的元素。应注意：只能引用数组元素而不能一次整体调用整个数组全部元素的值。

引用数组元素的表示形式为：

数组名[下标]

如，a[0]就是数组a中序号为0的元素，它和一个简单变量的地位和作用相似。“下标”可以是整形常量或整形表达式。如：

a[0] = a[5]+a[7]-a[2*3]

每一个数组元素都代表一个整数值

注意：定义数组时用到的“数组名[常量表达式]”和引用数组元素时用的“数组名[下标]”形式相同，但含义不同。如：

int a[10];????????? //这里的a[10]表示的是定义数组时指定数组包含10个元素

t = a[6];??????????? //这里的a[6]表示引用a数组中序号为6的元素

例：将10个数组元素依次赋值为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9，要求按逆序输出。

编写程序：

 1 #include <stdio.h>
 2 int main()
 3 {
 4     int i=0,a[10];
 5     printf("转序前的排序为：");
 6     for(i=0;i<=9;i++)
 7     {
 8         a[i] = i;
 9         printf(%d ,a[i]);
10     }
11     printf(n转序后的排序为：);    
12     9;i>=0;i--13         printf(14     printf(n15     return 0;
16 }

1 转序前的排序为：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2 转序后的排序为：9 0
3 请按任意键继续. . .

?

?

注意：数组元素的下标从0开始，如果用“int a[10];”定义数组，则最大下标值为9，不存在数组元素a[10]。下面是常见的错误：

for(i = 1;i<=10;i++)??????????????????????????? //循环变量从1开始，变到10

???????? a[i] = i;??????????????????????????????????????? //下标从1开始，变到10

for(i = 10;i>=1;i--)????????????????????????????

???????? printf("%d",a[i]);

?

6.1.3 一维数组的初始化

?? 为了使程序简洁，常在定义数组的同时，给各数组元素赋值，这称为数组的初始化。可以用“初始化列表”方法实现数组的初始化。

（1）在定义数组时对全部数组元素赋予初值。如：

int a[10] = {0,9};

将数组中各元素的初值顺序放在一对花括号内，数据间用逗号分隔。花括号内的数据就称为“初始化列表”。经过以上的定义和初始化之后，a[0] = 0,a[1] = 1…

（2）可以只给数组中的一部分元素赋值。如：

int a[10] ={0,4};

定义a数组有10个元素，但花括号内只提供5个初值，这表示只给前面5个元素赋初值，系统自动给后5个元素赋初值为0.

（3）如果想使一个数组中全部元素值为0，可写成：

int a[10] = {0,};

或

int a[10] = {0};?? //未赋值的部分元素自动设为0

（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。如：

int a[5] = {1,5};

也可写成：

int a[] = {1,5};

虽然没有在方括号中指定数组的长度，但是系统会根据花括号中的数据的个数确定a数组有5个元素。但是，如果数组长度与提供的初值个数不相同，则方括号中的数组长度不能省略。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 a[10] = {1,5};

只初始化前5个元素，后5个元素为0.

说明：如果在定义数值型数组时，指定了数组的长度并对之初始化，凡未被“初始化列表”指定初始化的数组元素，系统会自动帮忙初始化。（如果是整型则初始化为0；如果是字符型数组，则初始化为‘’；如果是指针型数组，则初始化为NULL，即为空指针）。

?

6.1.4 一维数组程序举例

例：用数组来处理球Fibonacci数列问题

编写程序：

 1 #include<stdio.h>
 5     int s[25]={1,1};
2;i<25;i++ 7     s[i]=s[i-1]+s[i-2 8     0;i< 9 10         if(i%5==0&&i!=11             printf(n%12d12         else
13             printf(%12d14 15     printf(16     17 }

?

?

6.2 怎样定义和引用二维数组

怎样定义二维数组呢？基本概念与方法和一维数组相似。

float p[3][6];

以上定义了一个float型的二维数组，第1维有3个元素，第2维有6个元素。每一维的长度分别用一对方括号括起来。

?? 二维数组定义的一般形式为：

?? 类型说明符 数组名[常量表达式][常量表达式]

如：

int a[3][4],b[5][10]

定义a为3*4（3行3列）的数组，b为5*10（5行10列）的数组。注意，不能写成

int a[3,4],b[5,10];?? //在一对方括号内写两个下标，错误

?? C语言对二维数组采用这样的定义方式，使得二维数组可被看作是一种特殊的一维数组：它的元素又是一个一维数组。如，可把a看作是一个一维数组，它有3个元素：

a[0],a[1],a[2]

每个元素又是一个包含4个元素的一维数组，如：

此处把a[0],a[2]看作一维数组名。C语言的这种处理方法在数组初始化和用指针表示时显得很方便；这将会后面有所体会。

?? C语言中，二维数组中元素排列的顺序是按行存放的，即在内存中先顺序存放第1行的元素，接着在存放第2行的元素。

注意：用矩阵形式（如3行4列形式）表示二维数组，是逻辑上的概念。能形象地表示出行列关系。而在内存中，各元素时连续存放的，不是二维的，是线性的。这点请务必明确。

?C语言还允许使用多为数组。和二维数组一致，只是增加了一个括号：

?int a[2][3][4] //定义三维数组a,它有2页，3行，4列

多维数组在内存中的排列顺序为：第1维的下标变化最慢，最右边的下标变化最快。

?

6.2.2 怎样引用二维数组的元素

二维数组元素的表示形式为：

数组名[下标][下标]

如，arr[2][3]表示a数组中序号为2的行中序号为3的列的元素。下标应是整型表达式，如arr[2-1][2*2-1].不要出现a[2,3]、a[2-1,2*2-1]形式。

数组元素可以出现在表达式中，也可以被赋值:

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

注意：在引用数组元素时，下标值应在已定义的数组打下的范围内。如：

int a[3][4];?????? //定义a为3*4的二维数组

……

a[3][4] = 3; //不存在a[3][4]元素

?? 按以上的定义，数组a可用的“行下标”的范围为0~2,“列下标”的范围为0~3.用a[3][4]表示元素显然超过了数组的范围。

?? 请严格区分在定义数组时用的a[3][4]和引用元素时的a[3][4]的区别。前者用a[3][4]来定义数组的维数和各维数的大小，后者a[3][4]中的3和4是数组元素的下标值；引用元素时，a[3][4]代表行序号为3、列序号为4的元素（行序号和列序号均从0起算）。

?

6.2.3 二维数组的初始化

可以使用“初始化列表”对二维数组初始化。“初始化列表”不理解的，请看前面的定义。

（1）分行给二维数组赋初值。

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

这种赋初值方法比较直观，把第1个花括号内的数组给第1行的元素，第2个花括号内的数据给第2行的元素……即按行赋初值

（2）可以将所有数据写在一个花括号内，安数组元素在内存中的排列顺序对个元素赋初值。如

int a[3][4] = {1,9,12};

效果与第1种赋值相同。但以第1中方法为好，界限清楚。用第2中方法如果数据多，则会写成一大片，容易遗漏，也不容易检查。

（3）可以对部分元素赋初值。如

int a[3][4] ={{1},{5},{9}};

它的作用只对各行第1列（即序号为0的列）的元素赋初值，其余元素值自动为0.赋初值后数组个元素为：

也可以对各行中的某一元素赋初值，如：

int a[3][4] = {{1},{0,6},11}};

初始化后的数组元素如下：

?

这种方法对0元素少时比较方便，不必将所有的0都写出来，只需输入少量数据。

也可以只对某几行元素赋初值：

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

初始化后的数组元素如下：

第3行不赋初值。

???????? 也可以对第2行不赋初值，如：

???????? int a[3][4] = {{1},{},{9}};

（4）如果对全部元素都赋初值（即提供全部初始数据），则定义数组时对第1位的长度可以不指定，但第2维的长度不能省。换句话说，就是低维的长度一定要写。如

int a[3][4] = {1,12};

与下面的定义等价：

int a[][4] = {1,12};

系统会根据数据总个数和第2位的长度算出第1维的长度。

在定义时也可以只对部分元素赋初值而省略第1维的长度，但应分行赋初值。如：

int a[][4] = {{0,3},10}};

这样的写法，能通知编译系统；数组共有3行。数组的各元素为：

从本节的介绍中可以看到：C语言在定义数组和表示数组元素时采用a[][]这种两个方括号的方式，对数组初始化时十分有用，它使概念清楚，使用方便，不易出错。

?

6.2.4 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。如：

????????????????????????? a = 1 2 3??????????????????? b = 1 4

????????????????????????? ??　?4 5 6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 5

? ???????????????????????????????????????????????????????? ???　 3 6

编写程序：

 4          int a[2][3]={{2,1)">3},{4,1)">5,1)">6}};
 5          int b[3][],i,j;
 6          printf(array a:n 7          for(i = 0; i<=1;i++ 8          {
 9                  for(j = 0;j<=2;j++                  {
11                           printf(%5d12                           b[j][i] = a[i][j];
13                   }
14                   printf(15          }
16          printf(array b:n17          2;i++18 19                   1;j++20 21                           printf(22 23                   printf(24 25          26 }

?

6.3 字符数组

?? 前面已经介绍过,字符型数据是以字符的ASCII码值存储在存储单元中，一般占用一个字节。由于ASCII代码属于整数形式，故在C99标准中，将字符型归纳为整型类型中的一种。

?? 注意：C语言中没有字符串类型，字符串是存放在字符型数组中的。

?

6.3.1 怎样定义字符数组

用来存放字符数据的数组是字符数组。字符数组中的一个元素存放一个字符。

定义字符数组的方法与定义数值型数组的方法类似，如：

char c[10];

c[0] = ‘i’; c[1] = ‘ ‘;……

由于字符型数据是以整数形式（ASCII代码）存放的，因此也可以用整型数组来存储字符数据，如：

int c[10];

c[0] = ‘i’; c[1] = ‘ ‘;……

?

6.3.2 字符数组的初始化

（1）用“初始化列表”，把各个字符依次赋给数组中各元素。

char c[10] = {‘i’,‘ ’,‘a’,‘m’,‘h’,‘p’,‘y’};

如果在定义字符数组时不进行初始化，则数组中各元素的值是不可预料的。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。如果初值个数小于数组长度，则只将这些字符赋给数组中前面的那些元素，其余的元素自动定为空字符(即’’)。如：

char c[10] = {‘i’,‘h’};

结果可通过编译运行查看。体会其中的差别。

（2）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的长度，系统会自动根据初值个数确定数组长度。如：

?char c[] = {‘i’,‘y’};

数组c的长度自动定为10.

?

也可以定义和初始化一个二维数组；如：

char diamond[5][5] = {{‘ ’,’ ’,’*’},{’ ’,‘* ’,

{’*’,{‘ ’,’*’}};

?

6.6.3 怎样引用字符数组中的元素

可以引用字符数组中的一个元素，得到一个字符。

例：输入一个已知的字符串

编写程序：

char c[10] = {'i',1)">' amhpy'int i =  6          0; i<10 ; i++){
 7                   printf(%c 9          printf(10          11 }

1 运行结果： i am happy

?

6.3.4 字符串和字符串结束标志

在C语言中，是把字符串作为字符数组来处理的。

字符串的有效长度和字符数组的长度是不一样的概念。

C语言规定了一个“字符串结束标志”，以字符’’为结尾作为结束标志。

如果字符数组中存有若干字符，前面9个字符都不是空字符（‘’），而第10个字符时’’，则认为数组中有一个字符串，其有效字符为9个（即有效长度为9）。也就是说，在遇到字符’’时，表示字符串结束，把它前面的字符组成一个字符串.

C系统在用字符数组存储字符串常量时会自动加一个’’作为结束符。如，“C program”共有9个字符，在数组中它占有10个字节，最后一个字节是’’是由系统自动加上的。

当然，在定义字符数组时应估计实际字符串长度，保证数组长度始终大于字符串实际长度。

说明：’’代表ASCII码为0的字符，从ASCII码表中可以查到（在博客前面有贴出来过），ASCII为0的字符不是一个可以显示的字符，而是一个“空操作符”，即什么也不做。用它来作为字符串结束标志不会产生附加的操作或增加有效字符，只起一个供辨别的标志。

?

（3）用字符串常量来使字符数组初始化；如：

char c[] = {“I am happy”};

也可以省略花括号，和下面等价

char c[] = “I am happy”;

等价于

char c[] = {'i',' ','a','m','h','p','y',’’};

?

注意观察三种方式，这三种是等价的。

char c[10] = {'i',’’};

char c[] = {'i',};

这两种是不等价的，前者的长度为11，后者的长度为10.

说明:字符数组并不要求它的最后一个字符为’’，甚至可以不包含’’。

?

6.3.5 字符数组的输入输出

字符数组的输入输出可以有两种方法。

(1)逐个字符输入输出。用格式符“%c”输入或输出一个字符。如：

char c = ‘A’;

printf(“%c”,c);

?

(2)将整个字符串一次输入或输出。用“%s”格式符，意思是对字符串（String）的输入输出。

如：

char c[] = {“chian”};

printf(“%sn”,c);

说明：

（1）输出的字符中不包括结束符’’

?

（2）用“%s”格式输出字符串时，printf函数中的输出项是字符数组名，而不是数组元素名。如：

char c[] = {“chian”};

printf(“%s”,c[0]);??? //这是错误的，不能这样输出

printf(“%sn”,c);????? //这是正确的，能正常输出

?

（3）如果数组长度大于字符串的实际长度，也只能输出到遇’’结束。

char c[10] = {“chian”};??????????? //字符串长度为5，连’’共占6个字节

printf(“%sn”,c);

只输出字符串的有效字符“china”，而不是输出10个字符。

（4）如果一个字符数组中包含一个以上’’，则遇上第一个’’时输出就会结束。如：

char c[] = {'i',’’,'y'};

printf(“%sn”,c);

输出结果：I am

（5）可以用scanf函数输入一个字符串。如：

scanf(“%s”,c);

scanf函数中的输入项c是已定义的字符数组名，输入的字符串应短于已定义的字符数组的长度。如，已定义： char c[6];

从键盘输入：

china 回车

系统会自动在china后面加一个’’结束符。

?

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&，因为在C语言中数组名代表该数组的起始地址。下面的写法不正确：

scanf(“%s”,&str);??? //str前面不应加&

（6）输入字符串的方法：

printf(“%s”,c);

过程：按字符数组名c找到其数组起始地位，然后逐个输出其中的字符，直到遇到’’为止。

?

6.3.6 使用字符串处理函数

?? 在C函数库中提供了一些用来专门处理字符串的函数。

1. puts函数——输出字符串的函数

其一般形式为：

puts(字符数组)

其作用是将一个字符串（以’’结束的字符序列）输出到终端。假如已定义str是一个字符数组名，且该数组已被初始化为“china”.则执行：

puts(str);

其结果在终端上输出“china”。

?

?? 用puts函数输出的字符串中可以包含转义字符。如：

char str[] = {“chiannhappy”};

puts(str);

输出：

china

happy

在输出时将字符串结束标志’’转换为’n’，即输出完字符串后换行。

?

2.gets函数——输入字符串的函数

其一般形式为：

gets(字符数组)

其作用是从终端输入一个字符串到字符数组，并且得到一个函数值。该函数值是字符数组的起始地址。如：

gets(str); //假定str是已定义的字符数组

从键盘输入：
computer

将输入的字符串“computer”送给字符数组str(请注意，送给数组的共有9个字符，而不是8个字符)，返回的函数值是字符数组str的起始地址。一般利用gets函数的目的是向字符数组输入一个字符串，而不大关心起函数值。

注意：用puts和gets函数只能输出或输入一个字符串，不能写成

puts(str1,str2); 或 gets(str1,str2);

?

3.strcat函数——字符串连接函数

其一般形式为：

strcat(字数数组1,字符数组2)

strcat是STRingCATenate(字符串连接)的缩写。其作用是把两个字符数组中的字符串连接起来，把字符串2接到字符串1后面，结果放在字符数组1中，函数滴啊用后得到一个函数值——字符数组1的地址。如：

char str1[30] = {“people’s republic of ”};

char str2[] = {“china”};

printf(“%s”,strcat(str1,str2));

输出：

people’s republic of china

说明：

（1）字符数组1必须足够大，以便容纳连接后的新字符串。若在定义时改用str1[] =? {“people’s republic of ”};,就会出现error,因长度不够。

（2）连接前两个字符串的后面都有’’，连接时将字符串1后面的’’取消，只在新串最后保留’’。

?

4.strcpy和strncpy函数——字符串复制函数

其一般形式为：

strcpy(字符数组1,字符数组2)

strcpy是STRingCoPY（字符串复制）的简写。它表示“字符串复制函数”，作用是将字符串2复制到字符数组1中去。如：

char str1[10],str2[] = “china”;

strcpy(str1,str2);

?

说明：

（1）字符数组1必须定义得足够大，以便容纳被复制的字符串2.字符数组1的长度不应小于字符串2 的长度。

（2）“字符数组1”必须写成数组名形式（如str1），“字符串2”可以是字符数组名，也可以是一个字符串常量。如：

strcpy(str1,”china”);

作用与前面相同。

（3）如果在复制前未对str1数组初始化或赋值，则str1各字节中的内容是无法预知的，复制时将str2中的字符串和其后的’’一起复制到字符数组1中，取代字符数组1中的前6个字符，最后4个字符并不一定是’’，而是str1中原有的最后4个字节的内容。

（4）不能用赋值语句将一个字符串常量或字符数组直接给一个字符数组。如：

str1 = “china”;

str2 = str1;??????????????? //这是错误的。

只能用strcpy函数将一个字符串复制到另一个字符数组中去。用赋值语句只能讲一个字符赋给一个字符型变量或字符型数组元素。

?

5.strcmp函数——字符串比较函数

其一般形式为：

strcmp(字符串1,字符串2);

strcmp是STRingCoMPare（字符串比较）的缩写。它的作用是比较字符串1和字符串2.如：

strcmp(str1,str2);

strcmp(“china”,”korea”);

strcmp(str1,”Beijing”);

说明：字符串比较的规则是：将两个字符串自左至右逐个字符相比（按ASCII码值大小比较），直到出现不同的字符或遇到’’为止。

（1）如全部字符相同，则认为两个字符串相等。

（2）若出现不相同的字符，则以第1对不相同的字符的比较结果为准。

如果参加比较的两个字符串都是由英文字母组成，则有规律：在英文字典中在后面的为“大”。如：在computer在字典中的位置在compare之后，所以“computer”>“compare”。但应注意小写字符比大写字符“大”。所以“DOG”<“cat”

比较的结果由函数值带回。

（1）如果字符串1=字符串2，则函数值为0

（2）如果字符串1>字符串2，则函数值为一个正整数

（3）如果字符串1<字符串2，则函数值为一个负整数

注意：对两个字符串比较，不能用以下形式：

if(str1>str2)

?printf(“yes”);

只能用：

if(strcmp(str1,str2)>0)

???????? printf(“yes”);

?

6. strlen函数——测字符串长度的函数

其一般形式为

strlen(字符数组)

strlen是STRingLENgth(字符串长度)的缩写。它是测试字符串长度的函数。函数的值为字符串中的实际长度（不包括’’）。

char str[10] = “china”;

printf(“%d”,strlen(str));

输出结果不是10，也不是6，而是5.也可以直接测试字符串常量的长度，如：

strlen(“china”);

?

7.strlwr函数——转换为小写的函数

其一般形式为

strlwr(字符串)

strlwr是STRingLoWeRcase（字符串小写）的缩写。函数的作用是将字符串中大写字母转成小写字母。

?

8.strupr函数——转换为大写的函数

其一般形式为

strupr(字符串)

strupr是STRingUPpeRcase（字符串大写）的缩写。函数的作用是将字符串中小写字母转成大写字母。

???????? 以上介绍了常用的8种字符串处理函数，应当再次强调：库函数并未C语言本身的组成部分，而是C语言编译系统为方便用户使用而提供的公共函数。当然，不同的编译系统提供的函数数量和函数名、函数功能都不尽相同，必要时查一下库函数手册。

注意：在使用字符串处理函数时，应当在程序文件的开头声明

#include <string.h>

把”string.h”文件包含到本文件中。

（编辑：李大同）

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