《高级语言程序设计教学课件》第6章数组

《高级语言程序设计教学课件》第6章数组目录数组的基本概念数组的声明与初始化数组的运算数组的应用数组的常见错误与调试数组的进阶知识01数组的基本概念数组的定义数组是一种线性数据结构，用于存储具有相同数据类型的元素集合。数组中的每个元素通过索引进行访问和操作。数组由固定大小的相同类型元素组成，每个元素在数组中都有一个唯一的索引，用于标识其在数组中的位置。固定大小一旦创建，数组的大小就不能改变。数组的大小在声明时确定，并在整个生命周期内保持不变。索引访问数组中的每个元素通过索引进行访问，索引从0开始计数。通过索引可以快速访问和修改数组中的元素。相同类型数组中的所有元素必须是相同的数据类型，这有助于提高代码的可读性和可维护性。数组的特性一维数组只包含一个维度的数组，是最简单的数组形式。一维数组可以看作是线性数据结构，只包含行或列。多维数组包含两个或更多维度的数组。多维数组可以表示更复杂的数据结构，如矩阵、立方体等。二维数组可以看作是平面数据结构，由行和列组成；三维及更高维度的数组可以表示更复杂的三维空间数据结构。数组的分类02数组的声明与初始化数组的声明是指在程序中定义一个数组的过程，包括确定数组的名称、类型和大小。在高级语言中，数组的声明通常使用关键字“array”或“[]”。例如，在C语言中，可以声明一个整型数组如下：intarray[10];数组的声明根据需要存储的数据类型，选择相应的数据类型。1.确定数组的类型数组的大小需要在声明时确定，并且一旦声明后不能更改。2.确定数组的大小根据数组的大小，程序需要在内存中为数组分配相应的空间。3.考虑内存分配数组的声明数组的初始化是指在声明数组的同时，为数组的元素赋值的过程。在高级语言中，数组的初始化可以在声明时进行，也可以在程序的其他部分进行。数组的初始化1.全部初始化为同一个值可以使用一个常量表达式来初始化整个数组，使每个元素都赋值为该常量。例如，intarray[5]={5};2.分开初始化可以分别对每个元素进行初始化。例如，intarray[5]={1,2,3,4,5};数组的初始化数组的初始化部分初始化：只对部分元素进行初始化，其余元素将自动初始化为0或其他默认值。例如，intarray[5]={1,2};数组的初始化需要注意以下几点1.初始化的值必须是常量表达式，不能是变量或表达式。2.初始化的值的类型必须与数组的类型一致。3.初始化的值的个数不能超过数组的大小。01020304数组的初始化数组的赋值是指将一个数组的值复制到另一个数组的过程。在高级语言中，可以使用循环结构或函数来实现数组的赋值。数组的赋值1.使用循环结构逐个赋值可以使用循环结构遍历源数组的每个元素，并将其赋值给目标数组的相应元素。例如，for循环可以实现将一个整型数组的值复制到另一个整型数组中。2.使用函数进行赋值一些高级语言提供了用于数组赋值的函数，如C语言中的memcpy函数可以将一个数组的内容复制到另一个数组中。数组的赋值数组的赋值01数组的赋值需要注意以下几点021.目标数组必须有足够的空间来容纳源数组的数据。2.赋值过程中要注意数据类型的匹配和溢出问题。0303数组的运算数组的赋值数组的加法数组的减法数组的乘法将一个值赋给数组中的某个元素，可以通过索引直接赋值。将两个数组对应位置的元素相加，得到一个新的数组。将一个数组对应位置的元素减去另一个数组对应位置的元素，得到一个新的数组。将一个数组对应位置的元素乘以另一个数组对应位置的元素，得到一个新的数组。02030401一维数组的运算ABDC多维数组的加法将两个多维数组对应位置的元素相加，得到一个新的多维数组。多维数组的减法将一个多维数组对应位置的元素减去另一个多维数组对应位置的元素，得到一个新的多维数组。多维数组的乘法将一个多维数组对应位置的元素乘以另一个多维数组对应位置的元素，得到一个新的多维数组。多维数组的转置将多维数组的行列互换，得到一个新的多维数组。多维数组的运算010203排序将数组中的元素按照从小到大的顺序排列，可以使用各种排序算法实现。查找在数组中查找某个元素的位置，可以使用二分查找等算法实现。统计统计数组中某个元素的个数，可以使用循环遍历实现。特殊类型的数组运算04数组的应用冒泡排序通过相邻元素之间的比较和交换，将较大的元素逐渐“冒泡”到数组的末尾，从而实现排序。选择排序在未排序的序列中找到最小（或最大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后再从剩余未排序元素中继续寻找最小（或最大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。插入排序将数组分为已排序和未排序两部分，初始时已排序部分包含一个元素，之后从未排序部分取出元素，并在已排序部分找到合适的插入位置插入，并保持已排序部分一直有序，重复此过程，直到未排序部分元素为空。数组在排序中的应用数组在查找中的应用从数组的第一个元素开始，逐个比较，直到找到目标元素或遍历完整个数组。二分查找在已排序的数组中，通过不断将数组分成两半的方式进行查找，每次比较目标元素与中间元素的顺序，缩小查找范围，直到找到目标元素或查找范围为空。哈希查找通过将键值映射到数组下标的方式进行查找，时间复杂度为O(1)。线性查找数组作为线性表的实现线性表是一种具有固定数量元素的数据结构，可以通过数组来实现。数组作为哈希表实现哈希表是一种通过关键码值（Key）直接访问的数据结构，可以使用数组来实现。通过计算关键码值的哈希值，确定元素在数组中的位置。数组作为优先队列实现优先队列是一种数据结构，其中每个元素都有一个优先级，优先级最高的元素最先出队。可以使用数组来实现优先队列，通过维护一个有序的数组来保证优先级最高的元素位于数组的开头。数组在数据结构中的应用05数组的常见错误与调试要点三总结词数组越界错误是指程序中访问数组元素时超出了数组的实际范围，导致访问到无效的内存地址或未定义的行为。要点一要点二详细描述数组越界错误通常是由于编程时对数组的索引计算错误或逻辑错误引起的。例如，当使用for循环遍历数组时，如果循环条件设置不当，可能会导致数组越界。此外，数组下标从0开始，如果访问下标超出数组长度的元素，也会导致越界错误。调试方法在编写代码时，应仔细检查数组的索引计算和循环条件，确保不会超出数组的范围。同时，可以使用调试工具逐步执行代码，观察变量的值和内存地址，以便及时发现和修复越界错误。要点三数组越界错误010203总结词数组初始化错误是指程序中数组在使用之前未被正确地初始化，导致数组中的元素值不确定或为垃圾值。详细描述在C语言中，如果声明了一个数组但没有初始化，则数组中的元素值是不确定的。这可能会导致程序在后续的运算中出现意外的结果或崩溃。为了避免这种错误，应该在使用数组之前对其进行初始化，将其所有元素设置为一个确定的值。调试方法在编写代码时，应确保在使用数组之前对其进行初始化。可以使用调试工具检查数组的初始值，确保所有元素都被正确地设置。同时，也可以使用静态代码分析工具来检查代码中是否存在未初始化的变量。数组初始化错误数组赋值错误是指程序中给数组元素赋值时出现了问题，导致数组中的值不正确或出现意外的结果。数组赋值错误通常是由于编程时对数组元素的赋值逻辑错误或计算错误引起的。例如，在给数组元素赋值时，可能会将一个较大的值赋给一个较小的变量，导致溢出或截断。此外，如果使用错误的运算符或表达式给数组元素赋值，也可能会导致赋值错误。在编写代码时，应仔细检查给数组元素赋值的逻辑和计算过程，确保赋值操作正确无误。可以使用调试工具逐步执行代码，观察变量的值和内存地址，以便及时发现和修复赋值错误。同时，也可以使用静态代码分析工具来检查代码中是否存在潜在的赋值问题。总结词详细描述调试方法数组赋值错误06数组的进阶知识动态数组的概念动态数组是在运行时根据需要动态分配内存空间的数组。与静态数组不同，动态数组的大小可以在程序执行期间改变。动态数组的创建在高级语言中，可以使用特定的函数或关键字来创建动态数组。例如，在C中可以使用`new`运算符，在Java中可以使用`ArrayList`类。动态数组的释放使用完动态数组后，需要手动释放其占用的内存空间，以避免内存泄漏。在C中，可以使用`delete`运算符，在Java中可以使用`ArrayList`类的`clear()`方法。010203动态数组字符串与字符数组可以使用标准输入输出函数来读取和输出字符串。例如，在C语言中，可以使用`scanf()`和`printf()`函数来读取和输出字符串。字符串的输入输出字符串实际上是一个字符数组，其中包含了一系列字符。字符串通常以空字符('0')结尾，以标识字符串的结束。字符串与字符数组的关系可以使用特定函数来获取字符串的长度。例如，在C语言中，可