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第6章数组教学提示数组是由基本数据类型构造出来的、有固定大小和相同类型的变量的集合。通过数组可以对一批具有相同数据类型的数据进行处理。教学目标掌握一维数组、二维数组和字符数组的定义、初始化及基本操作，掌握数组元素的引用、赋值、输入和输出，并能运用数组解决数值和非数值数据处理中的典型问题。6.1数组的概念在实际应用中，有时要处理的数据量可能很大，例如要对几千名学生的成绩从高到低排序。对于这种需要处理大批相同类型数据的情况，在程序设计中最有效的办法就是使用数组。数组和循环相结合，编写出的程序魅力无穷。6.1.1引例例6.1求一个班100个学生的平均成绩，并统计成绩高于平均分的学生人数。分析：求平均成绩，可用简单变量和循环结构相结合来完成，程序段如下：floatscore,sum=0;for(i=1;i=100;i++){printf(“pleaseinputgradeofNo%d：”,i);scanf(“%f”,&score);sum=sum+score;}/*本循环求出100名学生的总分*/aver=sum/100;/*求出平均成绩*/在本程序中能否统计高于平均分的学生人数呢?用数组来解决这个问题，不仅效率高而且程序编写容易。#defineN100voidmain(){inti,n=0;floatscore[N],sum=0,aver;printf(“pleaseinputstudentsgrade:”);for(i=0;iN;i++){scanf(“%f”,&score[i]);sum=sum+score[i];/*将学生成绩累加到总分中*/}aver=sum/N;for(i=0;iN;i++)if(score[i]aver)n++;printf(“average=%.2f\n”,aver);printf(“n=%d”,n);}score[N]表示数组，用来存放N个学生的成绩score[i]是数组元素，用来存放第i个学生成绩*6.1.2数组中的相关概念1．数组：是指一组具有相同类型的数据的有序的集合。2．数组下标：是数组元素在数组中位置的一个索引或指示。3．数组元素：数组中的元素。4．数组大小：数组中元素的个数，也称数组长度。5．数组的维数：数组元素下标的个数。根据数组的维数可以将数组分为一维、二维、三维、多维数组。6．2一维数组只有一个下标的数组称为一维数组。一维数组通常和一重循环相配合，对数组元素进行处理。6.2.1一维数组的定义定义数组即指明数组名、数组类型和数组大小，定义一维数组的格式为：类型标识符数组名[整型常量表达式]；例如：inta[10];定义了一个一维数组a，该数组有10个元素，其中每个数组元素都是整型数据。一维数组定义说明:1.定义格式:类型标识符数组名[整型常量表达式]；2.例:inta[10];其中：1、类型标识符表示数组中元素的数据类型。2、数组名命名规则必须遵循C语言中的标识符命名规则。3、整形常量表达式表示数组长度，可以包含常量和符号常量，但不能使用变量，例如下面的定义是不对的：intn=10;intb[n];6.2.2一维数组元素的引用数组元素的引用是用数组名加下标组成的。一维数组元素的引用形式为：数组名[下标]需要注意的是：C语言中数组的下标是从0开始的。例如若定义了一个数组：inta[5];则数组a中的5个元素依次是:a[0],a[1],…a[4]注意：下标从0到4，数组中并没有a[5]这个元素。说明：1.引用数组元素时下标可以是整型变量、整形常量或整形表达式;2.数组元素本身可以看作是同一个类型的单个变量;3.C编译系统不会对数组下标越界进行检查。错误地引用越界数组元素可能会破坏数组后的其他数据，造成不可预料的后果。因此引用数组元素时，要注意避免下标越界。例6.2写出下面程序的运行结果。main(){inta[10],i;for(i=0;i10;i++){a[i]=i+1;printf(“%3d”,a[i]);}}程序运行时输出：123456789106.2.3一维数组的初始化所谓数组的初始化，就是在定义数组的同时就给数组元素指定初值。数组元素的值可以通过以下方式获得：1、通过赋值语句或输入语句得到，如:a[i]=i+1;scanf(“%d”,&a[i]);2、通过初始化得到，如:inta[5]={5,4,3,2,1};但两者是有区别的，前者在程序运行时进行，占用运行时间;后者则是在程序运行前，即编译阶段就给数组元素赋值，不占用程序运行时间。一维数组的初始化有以下几种情形:1、初始化全部数组元素。例如：inta[5]={1,2,3,4,5};或：inta[]={1,2,3,4,5};/*此时可以省略数组大小*/2、初始化部分元素。例如：staticinta[5]={1,2};数组大小为5，但只有2个初值，这时只给前2个元素赋值，后面的3个元素的值都为0。即：a[0]=1，a[1]=2，a[2]、a[3]、a[4]均为0，这时数组长度不能省略。关键字“static”表示将数组定义成静态存储。3．将数组的所有元素初始化为0。例如：staticinta[5]={0}；则数组a中元素值均为0。注意：（1）如果只是定义数组，而不对其进行初始化，例如：inta[5]；则数组a中元素的初始值为系统分配给数组元素的内存单元中的原始值，这些值对编程者来说是不可预知的，因此在使用时要注意。（2）若定义数组时在类型名前面加一个关键字static，即将数组定义成静态存储,这时不为数组赋初值，系统也会自动将全部元素赋以0值。例如：staticintb[5]；表示定义了一个静态数组b，该数组中所有元素值均为0。6.2.4一维数组的存储结构在定义一个数组后，系统会在内存中分配一段连续的存储空间，用来存放数组中的元素。一维数组中的元素按下标从小到大的顺序存放在内存中，每个元素占用的空间大小相同。6.2.4一维数组的存储结构例如若有定义：inta[5]；则数组a在内存中的存储形式如图6.1所示。图6.1一维数组在内存中的存放结构C语言规定：数组名代表数组在内存中的起始地址。根据数组起始地址和数组元素的下标，可以计算出数组中任一个元素的存储地址。计算公式如下：数组元素地址=数组起始地址+元素下标*sizeof(数组类型)例如，假设数组a的起始地址为1000,则a[3]的地址为：&a[3]=a+3*sizeof(int)=1000+3*2=10066.2.5一维数组的典型实例例6.3一维数组的输入与输出。输入输出是数组的基本操作，但整个数组的值并不能作为一个整体一次输入或输出，而只能是逐个元素地处理。一维数组的输入、输出往往都是用一重循环来实现的。下面是一个完整的程序：程序运行效果如下：pleaseinputarraya(4numbers):5812-9outputarraya:a[0]=5a[1]=8a[2]=12a[3]=-9#includestdio.hmain(){inti，a[4];printf(“\npleaseinputarraya(4numbers):”);for(i=0;i4;i++)/*注意下标范围，不要越界*/scanf(“%d”,&a[i]);/*注意要加上取地址符“&”*/printf(“outputarraya:\n”);for(i=0;i4;i++)printf(“a[%d]=%d”,i,a[i]);printf(“\n”);}例6.4求一维数组元素中的最大值及其所在下标。求最值及其位置是数组中一种常用的算法。比如有一个存储5个学生成绩的数组：intcj[]={80,67,76,87,78};若想找出其中的最高分，我们可一下看出结果：cj[3]=87但如果不是5个成绩，而是500个成绩呢？我们就不能一眼看出了，而要不断地从一个个成绩里搜寻那个最大值。怎么在数组中找最大或最小值呢？其实，求最值是一个重复“比较”的过程。下面以5个数为例，看看如何找出5个数中的最大值：2、3、1、4、0用max来表示最大值，loca表示其所在下标。1、首先假设第一个数就是最大值，即max=2，loca=0;2、把max和第二个数比较，3比max大，于是max=3,loca=1;3、把max和第三个数比较，1不比max大，max和loca都不变;4、把max和第四个数比较，4比max大，于是max=4，loca=3;5、把max和第五个数比较，0不比max大，于是max和loca都不变；最后，max=4，loca=3。下面给出一个完整的程序：规纳起来，对于n个数，要求其中的最大值，基本思路是这样的：1、假设第一个数就是最大值max；2、把max和下一个数比较，如果下一个数比max大，则将该数赋给max；3、重复第二步，直到比较到最后一个数为止。#includestdio.hmain(){inta[5]={80,67,76,87,78};inti,max,loca;max=a[0];loca=0;for(i=1;i5;i++)if(maxa[i]){max=a[i];loca=i;}printf(“max=a[%d]=%d\n”,loca,max);}假设第一个元素就是最大值，loca保存其下标程序运行结果如下：max=a[3]=87例6.5冒泡排序。排序是数组的一个基本操作，即将数组中的元素按升序或降序排列。“冒泡排序”是一种典型的排序方法，以升序为例，冒泡排序的基本思想是：1、从前向后，依次比较相邻的两个元素，如果后面的比前面小，就将二者交换。如此反复比较，直到最后两个元素。此时，最大值已换到了最末位置，即最后一个元素已排好。2、对剩余元素重复第一步，直至将所有元素排好为止。#includestdio.h#defineN10main(){inta[N],i,j,t;printf(“pleaseinputarraya:”);for(i=0;iN;i++)scanf(“%d”,&a[i]);for(i=0;iN-1;i++)/*N个数进行N-1比较*/for(j=0;jN-1-i;j++)if(a[j]a[j+1]){t=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=t;}printf(“aftersorted:”);for(i=0;i10;i++)printf(“%d”,a[i]);}6．3二维数组具有多个下标的数组称为多维数组，其中最常用的是二维数组，也就是具有两个下标的数组。二维数组可以看作具有行和列的平面排列形式，如矩阵。6.3.1二维数组的定义定义二维数组的格式为：类型标识符数组名[整型常量表达式][整形常量表达式]；例如：inta[2][3];表示定义了一个2×3（2行3列）的整型二维数组a，该数组有2×3=6个元素，分别是a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[1][0]、a[1][1]、a[1][2]。在C语言中，可以把二维数组看成是一个特殊的一维数组，该一维数组中的每个元素又都是一个一维数组。例如，可把上面定义的数组a[2][3]看成是一维数组，它有两个元素a[0]、a[1]，但a[0]、a[1]本身并没有一个具体的值，它们又都是含有3个元素的一维数组，比如说：a[0]就是一个由a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]这三个元素构成的一维数组。6.3.2二维数组元素的引用二维数组元素的引用格式为：数组名[行下标][列下标]下标可以是整形常量、变量或表达式。例如，若有以下定义：inta[2][3]，i=1，j=2，k=0；则a[0][0]，a[i][k]，a[j-1][i]，a[1][j+k]都是对a数组元素的合法引用。注意：C语言中的数组下标是从0开始的，所以对于上面的数组a，其行下标范围为0~1，列下标范围为0~2，并不可能有a[2][3]这个元素。6.3.3二维数组的存储结构二维数组在内存中占据的也是一段连续的存储空间。二维数组的存放方式有按行存放和按列存放两种。C语言中，二维数组是按行存放的，即先放第一行元素，再放第二行元