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[20]={1,1};
  for(int i=2;i<20;i++){
      f[i]=f[i-1]+f[i-2];
  }
  for(int i=0;i<20;i++){
      if(i%5==0&&i!=0){
          printf("
");
      }
    printf("%6d",f[i]);
  }
  printf("
");
  return 0;
} 

    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[20];
  scanf("%d",&n);
  printf("The origin numbers:
");
  for(i=0;i<n;i++){
      scanf("%d",&a[i]);
  }
  for(i=0;i<n-1;i++){
      for(j=1;j<n-i;j++){
        if(a[j-1]>a[j]){
            temp=a[j-1];
         a[j-1]=a[j];
         a[j]=temp;
        }
    }
  }
  printf("The sorted number:
");
  for(i=0;i<n;i++)
      printf("%d  ",a[i]);
  return 0;
} 

    (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[2][3]={{1,2,3},{3,2,1}},b[3][2];
  printf("Array a:
");
  for(i=0;i<2;i++){
      for(j=0;j<3;j++){
          printf("%5d",a[i][j]);
          b[j][i]=a[i][j];
      }
      printf("
");
  }
  printf("Array n:
");
  for(i=0;i<3;i++){
      for(j=0;j<2;j++){
          printf("%5d",b[i][j]);
      }
    printf("
");
  }
  return 0;
} 

    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[10][4];
  double aver;
  srand(time(NULL));//为了产生不同的随机数，重置随机种子 
  for(i=0;i<10;i++){
      for(j=0;j<4;j++){
          grade[i][j]=rand()%60+40;//生成大于20的两位随机整数 
      }
  }
  for(i=0;i<10;i++){
      sum=0;
      for(j=0;j<4;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
",i+1,aver);
  }
  return 0;
} 

    (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''。

   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''。

    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''就停止输出。''是空操作，不输出任何字符。所以无论后面还有多少个'',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：
");
  char c[]="你好啊！	我很好！";
  puts(c);
  printf("
");
  
  printf("2.输入字符串函数gets()的实例：
");
  char str1[10];
  gets(str1);//这里不能用str2=gets(str1);因为不能将char*转化为char[10]; 
  puts(str1); 
  printf("
");
   
  printf("3.字符串连接函数strcat()的实例：
"); 
  char st1[22]="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[9]="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''； 
  printf("
");
  printf("
");
   
  printf("4.字符串复制函数strcpy()的实例：
");
  char c1[10];
  char c2[]="student！" ;
  strcpy(c1,c2);
  puts(c1);
  printf("
"); 
  
  printf("5.字符串比较函数strcmp():
");
  char a1[10]="abcc";
  char a2[]="abcd";
  if(strcmp(a1,a2)){
    printf("测试成功！
"); 
  } 
  printf("
"); 
  
  printf("6.检测字符串长度函数strlen()的实例：
");
  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，''算一个。共17个！ 
  printf("The length is %d:
",strlen(aa)); 
  printf("
");
  
  printf("7.字符串大写函数strupr()的实例：
");
  char string1[10]="This";
  printf("%s",strlwr(string1));
  printf("
");
  printf("
");
  
  printf("8.字符串小写函数strlwr()的实例：
");
  char string2[10]="This";
  printf("%s",strupr(string2));
  printf("
");
    return 0;
} 

    (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=0;n<fabs(m);n++){
      printf(" ");
    }    
    for(n=0;n<Z-2*fabs(m);n++){
      printf("*");
    }
    printf("
");
  }
  return 0;
}

    2.不使用strcat()函数将两个字符串连接起来：

#include<stdio.h>

int main(){
  char str1[20],str2[20];
  int i=0,j=0;
  printf("请输入第一个字符串：
");
  gets(str1);
  printf("请输入第二个字符串：
");
  gets(str2);
  while(str1[i]!=''){
      i++;          //将前字符串下标定位到字符串尾部 ''的位置。 
  }
  while(str1[i++]=str2[j++]!='');
  printf("连接后的字符串是：
");
  puts(str1);
  return 0;
}

    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[20],str2[20];
  int i=0,j=0;
  printf("请输入第一个字符串：
");
  gets(str1);
  printf("请输入第二个字符串：
");
  gets(str2);
  while(str1[i]!=''){
      i++;          //将前字符串下标定位到字符串尾部 ''的位置。 
  }
  while(str2[j]!=''){
    str1[i]=str2[j];
    i++;
    j++;
}
  str1[i]='';
  printf("连接后的字符串是：
");
  puts(str1);
  return 0;
}

    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[80],min[80];
  int k,len;
  printf("Input a string!
");
  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
",len,min); 
  return 0;
}

    (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[10];
  int temp=0;
  printf("Please input 10 number:
");
  for(int i=0;i<10;i++){
    scanf("%d",a+i);
  }
  printf("你输入的数据在数组中：
");
  for(int i=0;i<10;i++){
     printf("%4d",a[i]);
     if((i+1)%5==0&&i!=0){
       printf("
"); 
     }
  }
  for(int i=0;i<10;i++){
      for(int j=i;j<10;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:
");
  for(int i=0;i<10;i++){
     printf("%4d",a[i]);
     if((i+1)%5==0&&i!=0){
       printf("
"); 
     }
  }
  return 0;
}

   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=0;
  temp=a;
  a=b;
  b=temp;
} 
int main(){
  int a=9;
  int b=7;
  printf("交换之前的a=%d,b=%d
",a,b);
  swap(a,b);
  printf("交换之后的a=%d,b=%d
",a,b);
  return 0;
}

    --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[7][7];
  for(int i=0;i<7;i++){
      a[i][0]=1;
      a[i][i]=1;
  }
  for(int i=2;i<7;i++){
      for(int j=1;j<i;j++){
          a[i][j]=a[i-1][j-1]+a[i-1][j];
      }
  }
  for(int i=0;i<7;i++){
      for(int j=0;j<=i;j++){
          printf("%4d",a[i][j]);
      }
     printf("
");
  }
  return 0;
}

    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[20];
  char b[20];
  int flag=0;
  int i=0;
  printf("Please input a string!");
  gets(a);
  while(a[i++]!=''){
      flag++;
  }
  for(int i=0;i<flag;i++){
      b[flag-i-1]=a[i];
  }
  i=0;
  while((a[i++]!=b[i++])&&(a[i]!='')){
      printf("此字符串不是回文数.
");
      return 0; 
  }
  printf("此字符串是回文数！
");
  return 0;
}