CHAP2-用C语言编写程序1-3 - C程序设计基础

1、Chap 7 数 组7.1 投票情况统计7.2 找出矩阵中最大值所在的位置7.3 判断回文本章要点什么是数组? 为什么要使用数组?如何定义数组?如何引用数组元素?二维数组的元素在内存中按什么方式存放?什么是字符串? 字符串结束符的作用是什么?如何实现字符串的存储和操作，包括字符串的输入和输出?怎样理解C语言将字符串作为一个特殊的一维字符数组?7.1 投票情况统计 输入一个正整数n (1n10)，再输入n个整数，用选择法将它们从小到大排序后输出。 7.1.1 程序解析7.1.2 一维数组的定义和引用7.1.3 一维数组的初始化7.1.4 使用一维数组编程7.1.1 程序解析【例7-1】调查电视节

2、目欢送程度。某电视台要进行一次对该台8个栏目(设相应栏目编号为18)的受欢迎情况，共调查了1000位观众，现要求编写程序，输入每一位观众的投票，每位观众只能选择一个最喜欢的栏目投票，统计输出各栏目的得票情况。分析：此题涉及新问题如何存储8个栏目计票数据# includeint main( void ) int i,response, count9; /* 设立得票计数器 */ for(i = 1; i = 8; i+) counti = 0; /* 得票计数器清0 */ for( i = 1; i = 1000; i+) printf(input your response: ); /* 输入

3、提示 */ scanf(%d,&response); if(response 8) /* 检查是否有效票*/ printf(this is a bad response: %dn,response); else countresponse+; /* 对应栏目得票加1 */ printf(result:n); /* 输出得票情况 */ for(i = 1;i = 8;i+) printf(%4d%4dn,i,counti); return 0;例7-1程序7.1.2 一维数组的定义和引用1. 数组的一般概念数组是按序排列的同类型变量的集合，是一组具有相 同名字, 不同下标的下标变量。下标变量又称

4、数组元素，形式为：数组名下标 如：a0、a1、a2、a3、a9数组名表示整个数组，如：a下标指出该数组元素在数组中的位置。有1个下标的下标变量所组成的数组称为一维数组； 有2个下标的下标变量所组成的数组称为二维数组。 如：x1、y5 数组x和y都是一维数组 a12、b23 数组a和b都是二维数组7.1.2 一维数组的定义和引用2. 一维数组的定义 定义的一般形式 类型名 数组名数组长度；类型名：数组元素的数据类型数组名：数组的名称，标识符数组长度：常量表达式，指定数组元素的个数 例如： int a10; 定义一个含有10个整型元素的数组a char c81; 定义一个含有81个字符元素的数组c

5、 float f5; 定义一个含有5个实型元素的数组 f7.1.2 一维数组的定义和引用数组中元素的下标从0开始依次编号。经定义的数组,编译后, 会分配到一段 连续的内存单元。如有定义int a10; , 情况如下图，a0, a1, a9依 次连续存储。数组名(如a )是一个地址常量，存放 数组内存空间的首地址。也就是第1 个元素的存储地址，即a和&a0同值。各个元素的存储地址用数组的首地址以及每个元 素所需的字节数，均可计算得到。a0a1a97.1.2 一维数组的定义和引用数组定义中的数组长度只能是常量表达式，不能 含变量。如以下定义是非法的： int n, m=10; double an,

6、 bm;同类型数组、变量可一起定义: int i, a10, b20;7.1.2 一维数组的定义和引用3. 一维数组的引用 只能引用单个数组元素，不能一次引用整个数组。 数组元素的引用方法有两种：下标法和指针法。下标法引用一维数组元素的形式为： 数组名下标 其中下标为整型表达式，取值范围是: 0, 数组长 度-1，它表示了元素在数组中的顺序位置。数组元素又称下标变量，使用方法与同类型变量 完全相同。编译时，不检查数组元素的下标是否越界。 一维数组的初始化 数组初始化就是在定义数组时，对数组元素赋值。 其一般形式为： 类型名 数组名数组长度 = 初值表;初值表中用逗号分隔的各值为将依次赋予各对应

7、 元素的初值，必须是常量表达式，且类型应与数 组的类型相一致。例如， int a10 = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10; 字符数组初始化有两种形式char b6=C,h,i,n,a,0;char s6=China; 或 char s6=China; 一维数组的初始化允许只给局部元素赋初值(其余元素初始化为0 )。 如：int a10=1, 2, 3, b10= 0 ; 如对全部元素都赋初值，可缺省数组长度，数组 长度为初值表中初值的个数。例如， int a = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10; char s = China; 对数组未指

8、定初始化自动类型数组，各元素的值是随机的未知值。全局数组和静态数组，各元素值那么会自动初始 化为0。 一维数组的初始化一维数组的输入和输出对数组元素赋初值，更多的是通过键盘输入的 方法。如输入长度为n的整型数组a的各元： for( i=0; in; i+ ) scanf(%d, &ai);输出长度为n的整型数组a的各元： for( i=0; i 1 )例7-2程序#include int main(void) int i, fib10 = 1, 1; for(i = 2; i 10; i+) fibi = fibi - 1 + fibi - 2; for(i = 0; i 10; i+) pr

9、intf(%6d, fibi); if(i + 1)%5=0) printf(n); return 0;运行结果: 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 7.1.4 使用一维数组编程【例7-3】输入5个整数，将它们存入数组 a 中，再输入一个数x，然后在数组中查找x，如果找到，输出相应的最小下标，否那么，输出“Not Found。分析：这是个查找问题中的顺序查找问题。通过遍历(扫描)数组a，对数组各元逐个比较是否 等于x即可。最后判断是否未找到，可用标志法或break法。例7-3程序#include int main(void) int i, flag, x, a5; printf(

10、Enter 5 integers: ); for(i = 0; i 5; i+) scanf(%d, &ai); printf(Enter x: ); scanf(%d, &x); for(flag = i = 0; i 5; i+) if(ai = x) printf(Index is %dn, i); flag = 1; break; if(flag = 0) printf(Not Foundn); return 0;运行结果1: Enter 5 integers: 2 9 8 1 6 Enter x: 9 Index is 1运行结果2: Enter 5 integers: 2 9 8

11、1 6 Enter x: 7 Not Foundi = 57.1.4 使用一维数组编程【例7-4】输入一个正整数n(1 n 11), 再输入n个 整数，将它们存入数组 a 中。 输出最小值和它所对应的下标。 将最小值与第一个数交换，输出交换后的n个数。分析： 这是个求最值问题。可先假定a0最小，即最小元素的下标index=0，然后遍历数组a，各元素逐个与aindex比较，假设小于，那么其下标存入index，这样就是使 index 中始终是到当前为止的最小元素的下标 。7.1.4 使用一维数组编程实现语句： for(index = i = 0; in; i+) if(ai aindex) ind

12、ex = i; 交换两个变量的值有多种方法：借助第三者 t = a; a = b; b = t;不借助第三者 a =a+b; b= a-b; a =a-b; a = b; b =a; a = b; 或写成 a = b = a = b;#include int main(void) int i, index, n, a10, t; printf(Enter n: ); scanf(%d, &n); printf(Enter %d integers: , n); for(i = 0; i n; i+) scanf(%d, &ai); for(index = 0, i = 1; i n; i+) i

13、f(ai aindex) index = i; printf(min is %dtsub is %dn,aindex,index);例7-4程序例7-4程序 t = aindex; aindex = a0; a0=t; for(i = 0; i n; i+) printf(%d , ai); return 0;运行结果:Enter n: 6Enter 6 integers: 2 9 -1 8 1 6min is -1 sub is 2-1 9 2 8 1 67.1.4 使用一维数组编程【例7-5】选择排序法。输入一个正整数n(1 n 10)，再输入n个整数，用选择法将它们从小到大排序后输出。例

14、7-5程序#include int main(void) int i, j, k, n, t, a10; printf(Enter n: ); scanf(%d, &n); printf(Enter %d integers: , n); for(i = 0; i n; i+) scanf(%d, &ai); for(i = 0; i n-1; i+) for(k = i, j = i+1; i n; i+) if(aj ak) k = j; t = ai; ai=ak; ak=t; 例7-5程序 printf(After sorted: ); for(i = 0; i n; i+) print

15、f(%d , ai); return 0; 运行结果: Enter n: 10Enter 10 integers: 3 5 2 8 1 22 89 0 -1 7After sorted: -1 0 1 2 3 5 7 8 22 89选择法排序 选择法排序的根本思想是： 通过比较找到最小数，如不是第1个数，那么与第1个数交换，再在余下的数(即第2个开始)中找到最小数，如不是第 2 个数，那么与第 2 个数交换，再在余下的数(即第3个开始)中找到最小数，如不是第 3 个数，那么与第 3 个数交换，依此类推，n 个数经过 n-1 轮比较即可完成排序。 选择法排序选择法排序的实现1：int n=5,

16、i, j, t;int a5 = 3, 5, 2, 8, 1;for(i = 0; i n-1; i+) for( j = i+1; j aj) t = ai; ai = aj; aj = t; ija0a1a2a3a4013528102352810325381042538115382121538213135821413582125832312583241258312385341238512358选择法排序的实现1流程：i n-1 i = 0交换ai,ajTFj = i+1j ajj +i +TTendFF选择法排序选择法排序的实现2：int n=5, i, j, k, t;int a5 =

17、3, 5, 2, 8, 1; for(i = 0; i n-1; i+) for(k=i, j=i+1; jaj) k = j; if(k != i) t=ai; ai=aj; aj=t; ikja0a1a2a3a400135281002352810233528102435281043528111215283123152831241528312152832231258322412583241258333412385341238512358选择法排序的实现2流程：j ni ajj +TTendFFi +交换ai,akk != i TF冒泡法排序冒泡法排序1的根本思想是： 从第n个数开始，依次比较

18、相邻两个数，即第n个与第n-1个、第n-1个与第n-2个、 ，每次比较，假设不满足由小到大的顺序，那么两者对调位置，通过一轮比较，参加比较的数中的最小数就“上升到它们中最前面的位置，下一轮再从第n个数开始，把余下的数依次比较，这样，通过n-1轮比较，就完成了全部n个数的升序排列。在第i轮比较时，从第 1个位置开始已排序定位了i-1个数，余下n-i+1个数，需两两比较 n-i次。冒泡法排序冒泡法排序1的实现：int n=5, i, j, t;int a5 = 3, 5, 2, 8, 1;for(i = 0; i i; j-) if(aj aj-1) t = aj; aj = aj-1; aj-1

19、 = t; ija0a1a2a3a4043528103352180235128013152813528141352813135281213258123582412358231235812358341235812358冒泡法排序冒泡法排序2的根本思想是： 从第1个数开始，依次比较相邻两个数，即第1个与第2个、第2个与第3个、 ，每次比较，假设不满足由小到大的顺序， 那么两者对调位置， 通过一轮比较，参加比较的数中的最大数就 “ 下沉 到它们中最后面的位置，下一轮再从第1个数开始，把余下的数依次比较，这样，通过n-1轮比较，就完成了全部n个数的升序排列。在第i轮比较时，从第 n个位置开始向前已排序

20、定位了i-1个数，余下 n-i+1个数，需两两比较n-i次冒泡法排序冒泡法排序2的实现：int n=5, i, j, t;int a5 = 3, 5, 2, 8, 1;for(i = 0; i n-1; i+) for( j = 0; j aj+1) t = aj; aj = aj+1; aj+1 = t; ija0a1a2a3a40035281013528102325810332581325181032518112351812235182315820231582123158213583021358123587.1.4 使用一维数组编程【例7-6】二分查找法。设已有一个10个元素的整形数组a，

21、且按值从小到大有序。输入一个整数 x，然后在数组中查找x，如果找到，输出相应的下标,否那么，输出“Not Found。 设：待查数在变量x中； 变量low 用于存放查找范围的顶部位置； 变量mid 用于存放查找范围的中间位置； 变量high 用于存放查找范围的底部位置；二分法查找流程图mid=(low+high)/2x!=amid TF输入xlow=0;hghi=n-1;Not foundhghi=mid-1low=mid+1low=hghi low=hghi 输出midxamid FFFTTT #include int main(void) int low, high, mid, n=10,

22、 x, a10=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10; printf(Enter x: ); scanf(%d,&x); low = 0; high = n - 1; while (low = high) mid = (low + high) / 2; /* 中间位置 */ if (x = amid) break; /* 找到,中止循环 */ else if (x amid) high = mid - 1; /* 前半段, high前移 */ else low = mid + 1; /* 后半段, low后移 */ if(low = high) printf(Index is %d n,m

23、id); else printf( Not Foundn); return 0;例7-6程序运行结果1:Enter x: 8Index is 7运行结果2:Enter x: 71Not Found7.2 找出矩阵中最大值所在的位置 将1个3*2的矩阵存入1个3*2的二维数组中，找出最大值以及它的行下标和列下标，并输出该矩阵。 7.2.1 程序解析7.2.2 二维数组的定义和引用7.2.3 二维数组的初始化7.2.4 使用二维数组编程7.2.1 程序解析【例7-7】将1个 3*2的矩阵存入1个 3*2 的二维数组 中，找出最大值以及它的行下标和列下标，并输出 该矩阵。分析：涉及新问题：二维数组求

24、最值方法与【例7-4】的一维数组中求最值方 法类似。row 记录最大值的行下标 col 最大值的列下标 arowcol 就是最大值#include int main(void) int i, j, col, row, a32; printf(Enter 6 integers:n) ; for(i = 0; i 3; i+) for(j = 0; j 2; j+) scanf(%d, &aij); for(i = 0; i 3; i+) for(j = 0; j 2; j+) printf(%4d, aij); printf(n); 例7-7程序例7-7程序 row = col = 0; for

25、(i = 0; i 3; i+) for(j = 0; j arowcol) row = i; col = j; printf(max = a%d%d = %dn, row, col, arowcol); return 0; 运行结果:Enter 6 integers: 3 2 10 -9 6 -1 3 2 10 -9 6 -1max = a10 = 107.2.2 二维数组的定义和引用1. 二维数组的定义 定义的一般形式 类型名 数组名行长度列长度 其中行长度和列长度只能是常量表达式。 如： int a32; 定义3行2列的二维数组a, 各元素为： a00 a01 a10 a11 a20 a

26、21 如下图，按行存放在一段连续的内存中。a00a01a10a11a20a217.2.2 二维数组的定义和引用二维数组是一维数组的数组 可以把a看作含有a0、a1和a2共3个元素的一 维数组，而a0、a1和a2又都是含有2个元素 的一维数组，a0、a1和a2就是这3个一维数 组的名字，即： a: a0: a00 a01 a1: a10 a11 a2: a20 a217.2.2 二维数组的定义和引用2. 二维数组的引用 数组元素的引用方法有两种：下标法和指针法。 下标法引用二维数组元素的形式为： 数组名行下标 列下标 其中： 行、列下标 可以是整型表达式； 行下标 取值范围: 0, 行长度-1；

27、 列下标 取值范围: 0, 列长度-1。7.2.3 二维数组的初始化1. 分行赋初值的一般形式 类型名 数组名行长度列长度 = 初值表0, , 初值表k, ; 其中初值表k中的数据依次赋给k行的元素。 例如：int a32=1,2,3,4,5,6;2. 顺序赋初值的一般形式 类型名 数组名行长度列长度 = 初值表; 按数组元素在内存中的存放顺序，把初值表中的数 据依次赋给元素。 例如：int a32=1,2,3,4,5,6;7.2.3 二维数组的初始化3. 初始化说明允许只给局部元素赋初值(其余元素初始化为0) int a34=8,4, 5, 4; int a34=8,4,2,1,5;当用分行

28、赋值给出了所有行，或者当用顺序赋值给出全部数组元素初始化值时，可以缺省行长度 int a 4=8,4, 5,4; int a 4= 8,4,2,1, 5,7,0,3, 4,0,9,6;对数组未指定初始化自动类型数组，各元素值是随机的未知值。全局数组和静态数组，各元素值自动赋初值0。7.2.3 二维数组的初始化二维数组的输入和输出对数组元素赋初值，更多的是通过键盘输入的方法。 如输入n行m列的整型数组a的各元： for( i=0; in; i+ ) for( j=0; jm; j+ ) scanf(%d, &ai);输出n行m列的整型数组a的各元： for( i=0; in; i+ ) for(

29、 j=0; jm; j+ ) printf(%d , ai); printf(n); 7.2.4 使用二维数组编程【例7-8】定义1个 3*2的二维数组a，数组元素的值 由下式给出，按矩阵的形式输出a。aij = i + j0i2，0j1例7-8程序#include int main(void) int i, j, a32; for(i = 0; i 3; i+) for(j = 0; j 2; j+) aij = i + j; for(i = 0; i 3; i+) for(j = 0; j 2; j+) printf(%4d, aij); printf(n); return 0;运行结果:

30、 0 1 1 2 2 37.2.4 使用二维数组编程【例7-9】输入一个正整数n(1n6)，根据下式 生成1个n*n的方阵，然后将该方阵转置(行列互换) 后输出。 aij = i * n + j + 10in-1，0jn-1 例如，当n=3时，有： 转置前 转置后 1 2 3 1 4 7 4 5 6 2 5 8 7 8 9 3 6 97.2.4 使用二维数组编程 矩阵术语与二维数组下标的对应关系：int aNN; N是正整数aij：i、j的取值范围0，N-1设N为3，用二维数组a表示N*N方阵时：a00 a01 a02a10 a11 a12a20 a21 a22 主对角线 i=j上三角 i=j

31、副对角线 i+j=N-17.2.4 使用二维数组编程遍历主对角线：for(i = 0; i N; i+) aii = ; 遍历副对角线：for(i = 0; i N; i+) aiN-1-i = ; 遍历上三角：for(i = 0; i N; i+) for(j = i; j N; j+) aij = ; 遍历下三角：for(i = 0; i N; i+) for(j = 0; j = i; j+) aij = ; #include int main(void) int i, j, n, t, a66; printf(Enter n: ); scanf(%d, &n); for(i = 0;

32、i n; i+) /* 遍历数组各元赋值 */ for(j = 0; j n; j+) aij = i * n + j + 1; for(i = 0; i n; i+) for(j = 0; j n; j+) if(i = j) /* 只遍历上三角 */ t = aij; aij = aji; aji = t; 例7-9程序for(j = i; j n; j+)例7-9程序 for(i = 0; i 3; i+) for(j = 0; j 2; j+) printf(%4d, aij); printf(n); return 0;运行结果:Enter n: 3 1 4 7 2 5 8 3 6 9

33、7.2.4 使用二维数组编程【例7-10】定义函数day_of_year(year, month, day),计算并返回年year、月month 和日day 对应的是该年的第几天。判别闰年的条件是年份能被 4 整除但不能被100整除，或能被400整除。分析：主要要考虑各月天数如何获取：用二维数组0行和1行的 112 列分别预存平年和闰年 的 112 月天数。用一维数组下标 112 的元素预存平年的 112月 天 数，2月的天数根据是否闰年在计算时修正。其他不用数组，用分支语句的方法。#include /* 用一维数组 */int day_of_year(int y, int m, int d)

34、 int i, tab =0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31; tab2 += (y%4=0 & y%100!=0) | y%400=0; for(i=1; im; i+) d += tabi; return d;int main(void) int y, m, d; scanf(%d%d%d, &y, &m, &d); printf(%dn, day_of_year(y,m,d); return 0;例7-10程序运行结果1:2000 3 161运行结果2:2021 3 160/* 用二维数组存放月天数 */int day_of_year(int y,

35、 int m, int d) int i, leap; int tab213 = 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 0,31,29,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 ; leap = (y%4=0 & y%100!=0) | y%400=0; for(i=1; im; i+) d += tableapi; return d;例7-10程序int day_of_year(int y, int m, int d) switch( m-1 ) /* 不用数组 */ case 11: d += 30; case 10: d += 31

36、; case 9: d += 30; case 8: d += 31; case 7: d += 31; case 6: d += 30; case 5: d += 31; case 4: d += 30; case 3: d += 31; case 2: d+=28+(y%4=0&y%100!=0|y%400=0); case 1: d += 31; return d;例7-10程序7.3 判断回文【例7-11】输入一个以回车结束的字符串(少于10个字符)，判断该字符串是否是回文？所谓回文就是字符串中心对称，如 abcba、abccba 是回文，abcdba不是回文。7.3.1 程序解析7.

37、3.2 一维字符数组7.3.3 字符串 使用字符串编程7.3.1 程序解析【例7-11】输入一个以回车结束的字符串(少于10个字符)，判断该字符串是否是回文？所谓回文就是字符串中心对称，如 abcba、abccba 是回文，abcdba不是回文。分析：新内容：字符串例7-11程序# include int main(void) int i, n, m; char s10; printf(Enter a string: ); i = 0; while(si = getchar( ) != n) i+; si = 0; for(n = 0,m = i-1; n = m) printf(It is

38、a plalindromen); else printf(It is not a plalindromen); return 0;Enter a string: abcbaIt is a plalindrome Enter a string: abcdbaIt is not a plalindrome 7.3.2 一维字符数组 一维字符数组用于存放字符型数据。其定义、引用、初始化与其他类型的一维数组相同。定义：char str81;初始化： char s6=H,a,p,p,y,0; char s6=Happy; char s6=Happy;允许只给局部元素赋初值(其余元素初始化为0)： cha

39、r s81 = H,a,p,p,y; char s81 = 0 ;7.3.2 一维字符数组如对全部元素都赋初值，可缺省数组长度，数组 长度为初值表中初值的个数。 char s = H,a,p,p,y,0; char s = Happy; 对数组未指定初始化自动类型数组，各元素的值是随机的未知值。全局数组和静态数组，各元素值那么会自动初始 化为0。编译时，不检查数组元素的下标是否越界。1. 对字符串的约定 字符串是借助于字符数组来存放的，规定以字符0作为“字符串结束标志。0 占用存储空间，但不计入字符串长度。0的ASCII码值为0。2. 字符串常量的约定 C语言中没有字符串变量，但却允许使用字符

40、串常量，用一对双引号括起来的字符序列来表示，其隐式包含最后的结束标志0，无需人为添加。 A 存储: A 存储: 存储:7.3.3 字符串A00A7.3.3 字符串3. 字符数组与字符串的区别字符数组可以存放一串字符，但并不限定最后一 个字符应该是什么。而字符串最后必须是0。在字符数组中的有效字符后加上0这一特定情况 下，可以把它“看作字符串变量，但又不同于一 般的变量。存储字符串是字符数组的一种具体应用。一般，一维字符数组存放一个字符串，二维字符 数组那么可每行存放一个字符串。7.3.3 字符串4. 字符数组存储字符串 数组初始化,赋值和输入数组初始化 char s81 = China;赋值

41、char s81; s0=C; s1=h; s2=i; s3=n; s4=a; s5=0;输入(按目前的知识) char s81; int i;for：for(i=0; (si = getchar() != n; i+); si = 0;7.3.3 字符串while：i = 0; while(si+ = getchar() != n); s-i = 0; 或： i = 0; while(si = getchar() != n) i+; si = 0;do-while： i = 0; do si = getchar(); while(si+ != n); s-i = 0;7.3.3 字符串5. 对字符数组中字符串的操作(遍历字符串) 遍历字符串时, 一般以是否到达结束符0来控制。 for(i = 0; si != 0; i+) 【例7-12】输入一个以回车符结束的字符串(少于10个字符)，过滤所有非数字字符后转成十进制整数输出。分析：可用以下语句实现数字字符串转十进制整数 for(n = i = 0; s