c的详细学习（5）数组

    到目前为止，前面介绍的都是属于基本类型的数据。除此之外，C语言还提供了一些更为复杂的数据类型，称为构造类型。数组就是最基本的构造类型。若要针对一批数据进行某种操作，采用数组是一种方便可行的方法。

    (1)一维数组:

1.一维数组的定义与引用

数组在引用之前必须事先定义。定义的作用是通知编译程序在内存中分配出连续的单元供数组使用。

一维数组定义的一般形式：

类型说明符 数组名[正整型常量表达式]

*正整型常量表达式可以使符号常量或字符常量。

int c['A'];

*在使用数组的过程中要注意数组下标不能越界。

2.一维数组的初始化

定义时给数组赋值，称为数组的初始化。具体实现的方法如下：

*定义时初始化：

int x[5]={2,4,6,8,10};

*给数组中部分元素赋初值：

int a[6]={3,4,5};表示仅仅把a[0],a[1],a[2]赋初值，其余为0。

*初值的个数不允许大于定义数组时限定的元素个数：

int a[2]={1,2,3};是错误的。

*对数组全部元素的赋值可以不指定元素的个数：

int b[5]={0,1,2,3,4};可以写成int b[]={0,1,2,3,4};

3.一维数组的程序举例：

3.1利用数组计算斐波那契数列的前20个数，并以每行5个数输出：（斐波那契数列的前两个数都是1，从第3个数开始，每个数都是前两个数之和，f[0]=f[1]=1,f[n]=f[n-1]+f[n-2],2<=n<=19。）

 #include<stdio.h>

 int main(){

   int i,f[]={,};
   for(int i=;i<;i++){
       f[i]=f[i-]+f[i-];
   }
   for(int i=;i<;i++){
       if(i%==&&i!=){
           printf("\n");
       }
     printf("%6d",f[i]);
   }
   printf("\n");
   return ;
 } 

3.2采用冒泡法，实现对一维数组中元素数据，按从小到大排序。

冒泡排序的思想是：从第一个数开始，用第一个数同第二个数进行比较，如果前一个数大于后一个数，则交换两个数，否则不进行交换。再用第二个同第三个数进行比较，如果前一个数小于后一个数则不交换，否则进行交换。这样比较下去就将数组中的最大数交换到最后了。如果有n个数，第一遍要比较n-1次。然后进行下一轮的比较，共比较n-2次，将第二次大的数放在了倒数第二位置，这样继续进行下去直到整个数组排序完毕为止。n个数据一共要比较n-1遍，用程序实现时采用双层循环，外层循环控制比较多少遍，内层循环控制每一遍要比较多少次。过程如下。

 #include<stdio.h>

 int main(){

   int i,j,n,temp,a[];
   scanf("%d",&n);
   printf("The origin numbers:\n");
   for(i=;i<n;i++){
       scanf("%d",&a[i]);
   }
   for(i=;i<n-;i++){
       for(j=;j<n-i;j++){
         if(a[j-]>a[j]){
             temp=a[j-];
          a[j-]=a[j];
          a[j]=temp;
         }
     }
   }
   printf("The sorted number:\n");
   for(i=;i<n;i++)
       printf("%d  ",a[i]);
   return ;
 } 

    (2)二维数组的定义与引用

1.二维数组的定义与引用：

具有两个下标的数组元素构成的数组称为二维数组。在许多实际应用中，常常需要使用二维数组，以更方便的解决问题。二维数组的形式类似数学中的矩阵。

二维数组在内存中的存储的顺序是"按行优先级原则顺序存放。"

2.二维数组的初始化：

*按行给二维数组置初值。

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

在赋值号后边的一对大括号中，第一对大括号代表第一行的数组元素，第二对大括号代表第二行的数组元素。

*将所有的数组元素按行顺序写在一个大括号内：

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

*对部分数组元素赋初值：

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

*如果对全部数组元素置初值，则二维数组的第一个下标可以省略，但第二个下标不能省略：

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

3.二维数组的程序举例：

3.1将矩阵a2*3转存到b3*2存储

 #include<stdio.h>

 int main(){

   int i,j,a[][]={{,,},{,,}},b[][];
   printf("Array a:\n");
   for(i=;i<;i++){
       for(j=;j<;j++){
           printf("%5d",a[i][j]);
           b[j][i]=a[i][j];
       }
       printf("\n");
   }
   printf("Array n:\n");
   for(i=;i<;i++){
       for(j=;j<;j++){
           printf("%5d",b[i][j]);
       }
     printf("\n");
   }
   return ;
 } 

3.2求一个班级10名学生4门课程的平均成绩：

为了调试程序方便，使用随机数生成10名学生的各科成绩。生成随机数的函数rand()，该函数在stdlib.h中定义。rand()%b+a可以生成从a到b之间（包括a不包括b的随机整数）为了使每次生成的随机整数都不同，则在使用rand函数之前要使用包含在time.h中的srand(time(NULL))重新部署一下种子;

 #include<stdio.h>
 #include<time.h>
 #include<stdlib.h> 

 int main(){
   int i,j,sum,grade[][];
   double aver;
   srand(time(NULL));//为了产生不同的随机数，重置随机种子
   for(i=;i<;i++){
       for(j=;j<;j++){
           grade[i][j]=rand()%6+;//生成大于20的两位随机整数
       }
   }
   for(i=;i<;i++){
       sum=;
       for(j=;j<;j++){
           sum+=grade[i][j];//累计每名学生的各科总成绩
       }
     aver=sum/4.0;//求每名学生的平均成绩
     printf("The average score of %d student:%5.1lf\n",i+,aver);
   }
   return ;
 } 

    (3)字符数组

在数组中，若每个数组元素存放的都是字符型数据，则称为字符数组。

1.字符数组的定义

字符数组用char来说明其类型，一维字符数组可以用char c[5],也可以定义为int c[5];

当将一个字符常量赋给整型字符数组数组元素时，是将该字符的ASCII码的值赋给了相应的数组元素（下标变量）。字符型和整型可以互相通用。

2.字符数组的初始化

char c[7]={'p','r','o','g','r','a','m'};

*若花括号中的初值个数大于数组的长度，则按语法错误处理。

*若花括号中的初值个数小于数组的长度，其余的元素自动添入空字符'\0'。

3.字符数组与字符串

在c语言中，用字符数组存放字符串。在定义数组时，也可以用字符串为字符数组赋初值，例如：

char c[]={'C Program'};

或char c[]="C Program";

这时c数组的长度为10，在字符m的后面的字节中系统自动添加了空字符'\0'。

若采用下面的方法进行初始化：

char c[]={'T','h','e',' ','C',' ','L','a','n','g','u','a','g','e'};

与char c[]={"The C Language"};

上述字符串的长度相同，但他们在内存中占用的空间不同。前者是14，后者是15。

4.字符数组的输入和输出

字符数组的输入和输出有以下两种格式：

*%c格式用于一个字符的输入和输出。

*%s格式用于一个字符串的输入和输出。

1）在输出字符串时，遇到字符'\0'就停止输出。'\0'是空操作，不输出任何字符。所以无论后面还有多少个'\0',都只有第一个起作用。

2）在scanf函数中使用%s时，再输入项中不要加地址符号'&',直接写出字符数组名即可，因为数组名表示该数组在内存的起始地址。

3）如果用scanf函数输入多个字符串，则字符串间用空格分隔。

char str1[4],str2[4],str3[5];

scanf("%s%s%s",str1,str2,str3);

若输入：

How are you!<回车>

则三个单词分别被存到字符数组里。

如果要输入带空格的字符串，最好用gets函数，若要用scanf("%s",s);则只接收字符串中第一个空格前的字符。

    (4)字符串处理函数:

c语言函数库提供了字符串处理函数，这些函数定义在string.h库文件中。用户可以使用预编译命令#include<string.h>将文件string.h包含在程序中，直接引用字符串函数。

1.输出字符串函数puts();

2.输入字符串函数gets();

3.字符串连接函数strcat();

4.字符串复制函数strcpy();

5.字符串比较函数strcmp();

6.检测字符串长度函数strlen();

7.字符串小写函数strlwr();

8.字符串大写函数strupr();

实例测试如下：

 #include<stdio.h>
 #include<string.h>

 int main(){
   printf("1.输出字符串函数puts()的实例：\n");
   char c[]="你好啊！\t我很好！";
   puts(c);
   printf("\n");

   printf("2.输入字符串函数gets()的实例：\n");
   char str1[];
   gets(str1);//这里不能用str2=gets(str1);因为不能将char*转化为char[10];
   puts(str1);
   printf("\n");

   printf("3.字符串连接函数strcat()的实例：\n");
   char st1[]="Microsoft ";//将字符串2连接到1的后面，结果放在字符串数组1中。
   char st2[]="Computer";//第一个字符串定义的长度要大于连接后的字符串的长度。
   printf("%s",strcat(st1,st2)); //后面字符串与前面的字符串连接时，去掉前面字符串后面的'\0'；
   printf("\n");
   printf("\n");

   printf("4.字符串复制函数strcpy()的实例：\n");
   char c1[];
   char c2[]="student！" ;
   strcpy(c1,c2);
   puts(c1);
   printf("\n"); 

   printf("5.字符串比较函数strcmp():\n");
   char a1[]="abcc";
   char a2[]="abcd";
   if(strcmp(a1,a2)){
     printf("测试成功！\n");
   }
   printf("\n"); 

   printf("6.检测字符串长度函数strlen()的实例：\n");
   int length;
   char aa[]="字符串的长度为8！";//中文一个算俩，数字一个，叹号一个，'\0'算一个。共17个！
   printf("The length is %d:\n",strlen(aa));
   printf("\n");

   printf("7.字符串大写函数strupr()的实例：\n");
   char string1[]="This";
   printf("%s",strlwr(string1));
   printf("\n");
   printf("\n");

   printf("8.字符串小写函数strlwr()的实例：\n");
   char string2[]="This";
   printf("%s",strupr(string2));
   printf("\n");
     return ;
 } 

    (5)字符数组应用举例：

1.编写程序打印菱形图案：

 #include<stdio.h>
 #include<math.h>
 #define L 3  //定义宏，代表基准行上边或下边的行数
 #define Z 2*L+1//定义宏，代表菱形图案的总的行数 

 int main(){
   int m,n;
   for(m=-L;m<=L;m++){
     for(n=;n<fabs(m);n++){
       printf(" ");
     }
     for(n=;n<Z-*fabs(m);n++){
       printf("*");
     }
     printf("\n");
   }
   return ;
 }

2.不使用strcat()函数将两个字符串连接起来：

 #include<stdio.h>

 int main(){
   char str1[],str2[];
   int i=,j=;
   printf("请输入第一个字符串：\n");
   gets(str1);
   printf("请输入第二个字符串：\n");
   gets(str2);
   while(str1[i]!='\0'){
       i++;          //将前字符串下标定位到字符串尾部 '\0'的位置。
   }
   while(str1[i++]=str2[j++]!='\0');
   printf("连接后的字符串是：\n");
   puts(str1);
   return ;
 }

在上述代码的结果中存在一个明显的错误下面是修改后的代码：

 #include<stdio.h>

 int main(){
   char str1[],str2[];
   int i=,j=;
   printf("请输入第一个字符串：\n");
   gets(str1);
   printf("请输入第二个字符串：\n");
   gets(str2);
   while(str1[i]!='\0'){
       i++;          //将前字符串下标定位到字符串尾部 '\0'的位置。
   }
   while(str2[j]!='\0'){
     str1[i]=str2[j];
     i++;
     j++;
 }
   str1[i]='\0';
   printf("连接后的字符串是：\n");
   puts(str1);
   return ;
 }

3.输出若干字符串中的最短的字符串：

 #include<stdio.h>
 #include<string.h>

 int main(){
   char str1[],min[];
   int k,len;
   printf("Input a string!\n");
   gets(str1);
   strcpy(min,str1);
   len=strlen(min);
   gets(str1);
   while(str1[]!='\0'){//以空字符串作为结束标记
       k=strlen(str1);
       if(k<len){
           len=k;
           strcpy(min,str1);
       }//确定最短字符串
       gets(str1);//继续输入其他字符串
   }
   printf("len=%d,min=%s\n",len,min);
   return ;
 }

    (6)数组的编程实例：

1.用选择法对10个整数按从小到大的顺序排序：

选择法排序的思想，首先从1~n个元素中选择最小的数交换到第一个位置上，然后从第2~n个元素中选出次小的数交换到第二个位置上，以此类推！

 #include<stdio.h>
 #include<string.h>

 int main(){
   int a[];
   int temp=;
   printf("Please input 10 number:\n");
   for(int i=;i<;i++){
     scanf("%d",a+i);
   }
   printf("你输入的数据在数组中：\n");
   for(int i=;i<;i++){
      printf("%4d",a[i]);
      if((i+)%==&&i!=){
        printf("\n");
      }
   }
   for(int i=;i<;i++){
       for(int j=i;j<;j++){
           if(a[i]>a[j]){
           temp=a[i];
           a[i]=a[j];
           a[j]=temp;
           }
       }
   }
   printf("排序后的结果输出如下:\n");
   for(int i=;i<;i++){
      printf("%4d",a[i]);
      if((i+)%==&&i!=){
        printf("\n");
      }
   }
   return ;
 }

在这里出现一个意料之外的现象，如果将21~23行的代码封装到一个函数中，貌似不能达到交换数值的目的。

 #include<stdio.h>
 #include<string.h>

 void swap(int a,int b){
   int temp=;
   temp=a;
   a=b;
   b=temp;
 }
 int main(){
   int a=;
   int b=;
   printf("交换之前的a=%d,b=%d\n",a,b);
   swap(a,b);
   printf("交换之后的a=%d,b=%d\n",a,b);
   return ;
 }

--这里用地址传递结果就会正确！

2.编写程序打印杨辉三角形（要求打印7行）：

 #include<stdio.h>
 #include<string.h>

 int main(){
   int a[][];
   for(int i=;i<;i++){
       a[i][]=;
       a[i][i]=;
   }
   for(int i=;i<;i++){
       for(int j=;j<i;j++){
           a[i][j]=a[i-][j-]+a[i-][j];
       }
   }
   for(int i=;i<;i++){
       for(int j=;j<=i;j++){
           printf("%4d",a[i][j]);
       }
      printf("\n");
   }
   return ;
 }

3.编写程序判断给定字符串是否为回文数。（回文是指正读和逆读都一样的字符串）：

 #include<stdio.h>
 #include<string.h>

 int main(){
   char a[];
   char b[];
   int flag=;
   int i=;
   printf("Please input a string!");
   gets(a);
   while(a[i++]!='\0'){
       flag++;
   }
   for(int i=;i<flag;i++){
       b[flag-i-]=a[i];
   }
   i=;
   while((a[i++]!=b[i++])&&(a[i]!='\0')){
       printf("此字符串不是回文数.\n");
       return ;
   }
   printf("此字符串是回文数！\n");
   return ;
 }