第六章 数组

6.1 一维数组

6.1.1 一维数组的定义

　　一维数组定义的一般形式：

　　　　　　　　　　　　类型说明符 数组名[常量表达式];

　　说明：

　　1）类型说明符为类型描述符，常用的有int ,float,char等。

　　2）数组名的命名规则和变量名相同，遵循标识符命名规则。

　　3）常量表达式是数组的个数，可以是常量、符号常量、常量表达式。在C语言中不允许对数组的大小做动态定义，即数组大小不依赖于程序运行过程中变量的值。

6.1.2 一维数组的引用

　　数组必须先定义，后使用。当定义了一个一维数组之后，就可以引用这个数组中的任何元素。引用方式如下：

　　数组名[下标]。下标可以是整型常量或整型常量表达式，其最小值默认为0.

6.1.3 一维数组的初始化与赋值

　　1）在定义数组时，对数组全部元素赋初始值。例如：int a[3] = {1,2,3};　　

　　将数组元素的初值依次放在一对大花括号内，相当于：a[0] = 1;a[1] = 2;a[2] = 3;

　　此时可以省略数组长度，即：int a[ ] = {1,2,3};

　　2)在定义数组时，可以只对数组部分元素赋初值，系统为其余元素符0。 例如： int a[3] = {1,2};定义数组有3个元素，但花括号内只提供2个初值，表示只给前两个元素赋初值，后1个数组元素值为0。

　　3）利用输入语句初始化。例如：

　　void main( ）

　　{

　　　　int a[7],i;

　　　　for(i = 0;i < 7;i++)

　　　　scanf("%d",&a[i]);

　　……

　　}

例题1.Fibonacci数列的第1，2项分别为1，1；以后各项的值均是其前两项之和，用数组来求该数列的前20项。

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

void main()
{
    int fibo[20] = { 1,1 };
    int i;
    for (i = 2; i < 20; i++)
        fibo[i] = fibo[i - 1] + fibo[i - 2];

    for (i = 0; i < 20; i++)
    {
        if (i % 5 == 0) putchar('
'); //每行输出5个数就换行
        printf("%12d", fibo[i]);
    } 

    system("pause");
}

例题2.用“冒泡排序法”对一维数组中的整数按从小到大排序。

　　“冒泡排序法”思路：比较相邻两个数，将较小的数调到前面。也就是说，若后面的数小，就将两数交换，否则不交换。

　　如果有n个数，则要进行n - 1趟比较。二是每一趟比较的次数，在第1趟中两两比较要进行n - 1次，在第j趟中两两比较要进行n - j次。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define N 5

void main()
{
    int a[N] = { 88,67,11,96,32 };
    int i, j, tmp;
    
    for (j = 0; j < N - 1; j++)
        for (i = 0; i < N - 1 - j; i++)
            if (a[i] > a[i + 1])
            {
                tmp = a[i];
                a[i] = a[i + 1];
                a[i + 1] = tmp;
            }

    printf("The sorted numbers:
");
    for (i = 0; i < N; i++)
        printf("%3d", a[i]);

    system("pause");
}

6.2 二维数组

6.2.1 二维数组的定义

　　二维数组定义的一般形式：

　　类型说明符 数组名[常量表达式1][常量表达式2];

例如：

　　float a[3][4],b[5][10];

　　定义a为3行4列的数组，b为5行10列的数组。

说明：

　　1）二维数组可看作特殊的一维数组，它的元素又是一个一维数组。例如，可以把a看作是一个一维数组，它有3个元素：a[0],a[1],a[2],而每个元素又是一个包含4个元素的一维数组。

　　2）元素在内存中排列顺序为按行存放。

6.2.2 二维数组的引用

　　数组名[下标][下标]　　　　元素m行n列 a[m - 1][n - 1]

6.2.3 二维数组的初始化与赋值

　　1)按行给二维数组初始化。例如： int a[3][4] = { {1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12} }; 把第1个花括号内的数据给第1行的元素，第2个花括号内的数据给第2行的元素，第3个花括号内的数据给第3行的元素。

　　2）按数组排列的顺序将所有数据写在一个花括号内，例如：

　　int a[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};

　　3）对部分元素初始化。例如 int a[4][4] = { {,1},{0,6},{0,0,11},{} };

　　4）如果对全部元素都赋初值，则定义数组时可以不指定第一维的长度，但第二维的长度不能省。例如：

　　int a[][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};等价于：int a[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};

　　5) 利用输入语句初始化。例如：

　　int i, j, a[3][4];

　　for(i = 0;i < 3;i++)

　　　　for(j = 0;j < 4;j++)

　　　　　　scanf("%d",&a[i][j]);

例题1.转置矩阵。将一个二维数组行和列的元素互换，即可得到其转置矩阵。

　　int a[2][3] = { {1,2,3},{4,5,6} }

　　int b[3][2],i, j;

　　for(i = 0;i < 2;i++)

　　　　for(j = 0;j < 3;j++)

　　　　　　b[j][i] = a[i][j];

6.3 字符数组与字符串

6.3.1 字符数组的定义

　　字符数组的定义形式：

　　　　　　　　　　　　char 数组名[常量表达式];

6.3.2 字符数组的初始化与赋值

　　1）逐个元素初始化，例如：char a[5] = {'C','h','i','n','a'};

　　2)如果赋初值个数等于数组长度，则在定义时可以省略数组长度，系统会自动根据初值个数确定数组的长度。例如：

　　char c[ ] = {'C','h','i','n','a'};

　　3）如果赋初值的个数小于数组的长度，则将这些字符赋给数组中前面那些元素，其余元素自动为空字符''。

C语言规定以字符''作为字符串结束标志。系统对字符串常量自动添加一个''作为结束标志。''在内存中占据一个字节，但不计入字符串长度。

　　4）字符串来初始化字符数组，例如：

　　char a[11] = { "I am a boy"};

　　或直接省略花括号，如：

　　　　　　　　　　　　char a[11] = "I am a boy";

　　用格式符"%s"将整个字符串一次输入或输出。例如：

　　　　char s[ ] = "Hello";

　　　　printf("%s",s);　　//用字符数组名，数组中需要包含''，仅输出''之前的字符。

　　　　scanf("%s",s);    //用字符数组名，不加 & ，遇到空格或回车结束，自动加''。

例题1.将大写字母的字符数组转换成小写字母的字符数组，用下标变量的方式实现。

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

void main()
{
    char c[5] = { 'A','B','C','D','E' };
    int i;
    for (i = 0; i < 5; i++)
        c[i] = c[i] + 'a' - 'A';
        
    for (i = 0; i < 5; i++)
        printf("%2c", c[i]);

    system("pause");
}

例题2.将大写字母的字符数组转换成小写字母的字符数组，用字符串与数组元素结合方式实现。

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

void main()
{
    char str[6];
    int i;
    scanf("%s", str);
    for (i = 0; i < 5; i++)
        str[i] = str[i] + 'a' - 'A';
    printf("%s
", str);
    system("pause");
}

说明：

　　1）char str[6]定义数组长度为字符串长度加1；

　　2）scanf("%s",str)字符串的输入，%s是格式描述符，str是字符数组名，不能写出&str。字符串结束标志''是输入结束时系统自动加上去的。

　　3）printf("%s ",str)字符串的输出，%s是格式描述符，str是数组名。

例题3.读入一个英文句子，把英文字母全部转换成大写字母。英文句子最后以“ . ”结束。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define N 128
void main()
{
    char str[N];
    int i;
    printf("请输入英文句子（以句号.结束）：");

    for (i = 0; i < N && ((str[i] = getchar( )) != '.'); i++);
    str[i] = '';

    for (i = 0; str[i] != ''; i++)
        if (str[i] >= 'a'&&str[i] <= 'z')
            str[i] = str[i] + 'A' - 'a';

    printf("转换结果:%s
", str);

    system("pause");
}

6.3.3 字符串处理库函数

1. 字符串输出函数 puts( )

　　调用格式：puts(str)　　str可以是字符串常量、字符数组名或指向字符的指针变量。

　　功能：输出一个字符串，输出后自动换行。

2. 字符串输入函数 gets_s( ）　　gets() 函数在ISO/IEC 9899 2011(C11)标准中被移除, 用一个新的更安全的函数gets_s()替代

　　函数原型：char *gets_s( char *buffer, size_t sizeInCharacters );

　　说明：gets_s()函数会从标准输入中读取字符串，直到遇到换行符“ ”或回车时停止读取。回车被舍弃，可以读取空格。之后，将读取到的字符串中的换行符“ ”替换为字符串结束符“”。其中第二个参数就是允许的输入的长度, 这里的sizeInCharacters应该分配为buffer - 1的长度，因为函数自动为''分配空间的时候会溢出。函数返回保存输入的内存的首地址，即buffer的地址；如果失败则返回值是NULL。

3. 字符串连接函数 strcat( )

　　调用格式：strcat(str1,str2)　　str2可以是字符串常量、字符数组名或指向字符的指针变量。

　　功能：把str2中的字符串连接到str1字符串的后面，结果放在str1数组中，函数返回值是str1。　此函数把第二个字符串拼接到第一个的到结尾。函数不会分配内存，这意味着第一个字符串必须足够长，能容纳拼接后的结果，否则函数可能会越界写入，导致不可预期的行为。函数的返回值的地址跟第一个参数的地址一样。

4. 字符复制函数 strcpy( )

　　调用格式： strcpy(str1,str2)　str2可以是字符串常量、字符数组名或指向字符的指针变量。 str1必须是足够大且''结束的字符数组或malloc函数分配的内存。

　　功能：将str2中的字符串复制到str1数组中，覆盖str1中原有字符串。

5. 字符串比较函数 strcmp（ ）

　　调用格式： strcmp(str1,str2)　　str1、str2可以是字符串常量、字符数组名或指向字符的指针变量。

　　功能：对两个字符串str1 和 str2自左向右按字符的ASCII码值逐个字符比较大小，直到遇到不同字符（当前大的字符所在的字符串大）或''为止，函数返回结果为整数1（若str1 > str2）、0（若str1 = str2）或 -1（若str1 < str2）。

6. 求字符串长度函数 strlen( )

　　调用格式：strlen(str)

　　功能：计算字符串长度。函数值是字符串str中字符（不含""）的个数。str可以是字符串常量、字符数组名或指向字符的指针变量。

例题.反序输出一个字符串。

　　char str[ ] = "ABCDEFG"; int i;

　　for(i = strlen(str) - 1;i >= 0;--i)

　　printf("%c",str[i]);

7.字符查找函数 strchr( )

　　函数原型：char *strchr(const char *str, int c)　　str可以是字符串常量、字符数组名或指向字符的指针变量。c单引号括起来的字符或字符变量。

　　说明：在参数str所指向的字符串中搜索第一次出现字符c（一个无符号字符）的位置。返回一个指向该字符串中第一次出现的字符的指针，如果字符串中不包含该字符则返回NULL空指针。第一个参数不一定要求是字符串的首地址，可以是任意一个位置检索指针。

8.字符串查找函数 strstr( )

　　函数原型：char *strstr(char *str1, const char *str2)　　

　　说明：若str2是str1的子串，则返回str2在str1的首次出现的地址；如果str2不是str1的子串，则返回NULL。str1、str2可以是字符串常量、字符数组名或指向字符的指针变量。

9.大写字母转换成小写字母函数 _strlwr( str )　　　　　str只能是字符数组

10.小写字母转换成大写字母函数 _strupr( str )

例题. 用gets_s（ ）函数读字符串，分别统计字符串中的数字字符，字母字符和其它字符的数量。

    for (i = 0; str[i] != ''; i++)
    {
        if (str[i] >= '0'&&str[i] <= '9') digit++;
        else if (str[i] >= 'A'&&str[i] <= 'Z' || str[i] >= 'a'&&str[i] <= 'z')
            letter++;
        else
            other++;
    }

例题. 编写程序实现比较两个字符串的大小，要求不能使用库函数 strcmp。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

void main()
{
    int i;
    char str1[100], str2[100];
    puts("请输入字符串 str1:"); gets_s(str1, 99);
    puts("请输入字符串 str2:"); gets_s(str2, 99);

    for (i = 0; str1[i] == str2[i] && str1[i] != ''; i++); //跳过字符串相同的部分
    if (str1[i] == ''&&str2[i] == '')　　
        printf("字符串 %s == 字符串 %s
", str1, str2);
    else if (str1[i] > str2[i])
            printf("字符串 %s > 字符串 %s", str1, str2);
        else
            printf("字符串 %s < 字符串 %s", str1, str2);

    system("pause");
}