C语言程序设计与数据结构课件第07章.ppt

C语言程序设计与数据结构,第7章 数组,C语言程序设计与数据结构,要求：掌握一维数组的定义及应用；掌握二维数组的的定义及应用应用；掌握字符数组及字符串处理函数的应用；掌握数组在函数中的应用及常用的查找、排序方法。重点：一维数组及二维数组的应用；数组在函数中的应用及常用的排序方法。,C语言程序设计与数据结构,主要内容,7.1 一维数组7.2 二维数组7.3 字符数组7.4 数组在函数中的应用 7.5 折半查找7.6 数组元素排序7.7 典型习题分析解答,C语言程序设计与数据结构,7.1 一维数组,7.1.1 一维数组的定义与初始化7.1.1.1 一维数组的定义 一维数组的定义格式为：类型说明符 数组名 常量表达式；说明：(1)数组的类型指数组元素的取值类型。对于上例，即说明该数组a中的10个元素都是整型。(2)数组名必须是合法标识符，也就是说必须符合标识符的命名规则；(3)数组名不能与同一程序中的其它变量同名；(4)若用方括号中的整数n来表示数组元素的总数，则数组的第一个元素的下标为0（称为数组下标的下界），最后一个为n-1（称为数组下标的上界）。对于上例，数组中含有10个元素，分别是：a0,a1,a2,a9。(5)不能在方括号中用变量来表示元素的个数。(6)允许在同一个说明中，说明相同类型的多个数组和多个变量。(7)可以使用在编译预处理#define中定义的符号常量。,C语言程序设计与数据结构,7.1.1.2 一维数组的初始化,初始化赋值的一般形式为：类型说明符 数组名常量表达式=值，值值；其中在 中的各数据值即为各元素的初值，各值之间用逗号间隔。例如：int a10=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;说明：（1）可以只给部分元素赋初值。当 中值的个数少于元素个数时，只给前面部分元素赋值。例如：int a10=0,1,2,3,4;表示只给a0a4这5个元素赋值，而后5个元素自动赋0值。（2）能给元素逐个赋值，但不能给数组整体赋值。例如给十个元素全部赋1值，只能写为：int a10=1,1,1,1,1,1,1,1,1,1;而不能写为：int a10=1;（3）如给全部元素赋值，则在数组说明中，可以不给出数组元素的个数。例如：int a5=1,2,3,4,5;可写为：int a=1,2,3,4,5;,C语言程序设计与数据结构,7.1.2 一维数组元素的引用,数组元素引用的一般形式为：数组名下标其中的下标只能为整型常量或整型表达式。如果为小数时，C编译将自动取整。例如，a6,bi+j,bi+都是合法的数组元素。数组元素通常也称为下标变量。必须先定义数组，才能使用下标变量。在语言中只能逐个地使用下标变量，而不能一次引用整个数组。例如，单独使用一个下标变量：int a10;a7=6;,C语言程序设计与数据结构,7.1.3 一维数组元素的赋值,数组定义之后，如果不对其进行初始化，则其值可通过赋值语句获或者可从键盘、文件等读取获得。现以从键盘接收数据为例：【例7.1】从键盘输入十个数据给数组a赋值，然后把数组a的值复制到数组b中。main()int a10,b10,i;for(i=0;i10;i+)scanf(%d,C语言程序设计与数据结构,7.1.4 顺序查找,顺序查找即为从数组的一端开始，逐个进行数组元素的值和给定值x的比较，若某个元素的值和给定值x相等，则查找成功；反之，若直至最后一个数组元素，其值和给定值x都不相等，则表明数组中没有所查的数据，查找不成功。【例7.2】已知存放在a数组中的数据两两不相同，在a数组中查找和x值相同的元素的位置。若找到，输出该值和其在a数组中的位置；若没找到，输出相应的提示信息。#define N 100 main()int aN,x,n,i,flag=-1;printf(Input n:n);scanf(%d,C语言程序设计与数据结构,for(i=0;in;i+)if(ai=x)flag=i;break;if(flag!=-1)printf(%d index is%d,x,flag+1);else printf(%d donnt be founded!n,x);对于上例，也可以通过设监视哨的方法对数组倒着查找，代码见课本。,C语言程序设计与数据结构,7.2 二维数组,二维数组：数组元素是双下标变量的数组。二维数组的数组素可以看作是排列为行列的形式（矩阵）。二维数组也用统一的数组名标识，第一个下标表示行，第二个下标表示列。下标从0开始。7.2.1 二维数组的定义与初始化7.2.1.1 二维数组的定义 二维数组定义的一般形式是：类型说明符 数组名常量表达式1常量表达式2；其中常量表达式1表示第一维下标的长度，常量表达式2 表示第二维下标的长度。例如：int a34;说明了一个三行四列的数组，数组名为a，其下标变量的类型为整型。该数组的下标变量共有34个，即：a00,a01,a02,a03 a10,a11,a12,a13 a20,a21,a22,a23 如何在一维存储器中存放二维数组，可有两种方式：一种是按行排列，即放完一行之后顺次放入第二行。另一种是按列排列，即放完一列之后顺次放入第二列。在语言中，二维数组是按行排列的。,C语言程序设计与数据结构,7.2.1.2 二维数组的初始化,二维数组可按行分段赋值，也可按行连续赋值。二维数组的初始化的几种常见形式：（1）分行给二维数组所有元素赋初值 例如：int a24=1,2,3,4,5,6,7,8;（2）不分行给二维数组所有元素赋初值 例如：int a24=1,2,3,4,5,6,7,8;（3）给二维数组所有元素赋初值，二维数组第一维的长度可 以省略（编译程序可计算出长度）例如：int a4=1,2,3,4,5,6,7,8;或：int a4=1,2,3,4,5,6,7,8;（4）对部分元素赋初值 例如：int a24=1,2,5;,C语言程序设计与数据结构,7.2.2 二维数组元素的引用,定义了二维数组后，就可以引用该数组的所有元素。引用形式：数组名下标1下标2例如：a12 表示a数组第二行第三列的元素。下标变量和数组说明在形式中有些相似，但这两者具有完全不同的含义。数组说明的方括号中给出的是某一维的长度，即可取下标的最大值；而数组元素中的下标是该元素在数组中的位置标识。,C语言程序设计与数据结构,7.2.3 二维数组元素的赋值,同一维数组一样，若二维数组定义之后，不对其进行初始化，则其值可通过赋值语句获得，或者可从键盘、文件等读取获得。现以从键盘接收数据为例：【例7.3】通过键盘给33的二维数组输入数据，第一行赋1，2，3，第二行赋10，20，30，第三行输入100，200，300，然后输出此二维数组。main()int a33,i,j;for(i=0;i3;i+)for(j=0;j3;j+)scanf(%d,C语言程序设计与数据结构,7.3 字符数组,用来存放字符型数据的数组称为字符数组。字符数组中的一个元素存放一个字符。7.3.1 字符数组的定义、初始化字符数组的定义与前面介绍的数值数组定义相同。其定义格式为：char 数组名下标总数;例如：char c10=c,p,r,o,g,r,a,m;赋值后各元素的值为：c0的值为c，c1的值为，c2的值为p，c8的值为m，其中c9未赋值，系统自动赋予0值。当对全体元素赋初值时也可以省去长度说明。例如：char c=c,p,r,o,g,r,a,m;这时C数组的长度自动定为9。另外，我们还可以将一个字符串赋给一个字符数组。字符串，是指若干有效字符的序列。如：”a”,”abc”。注意：由于系统在存储字符串常量时，会在串尾自动加上1个结束标志，所以无需人为地再加1个。,C语言程序设计与数据结构,7.3.2 字符串处理函数,字符串标准函数的原型在头文件string.h中。1.输出字符串puts()函数（1）调用方式：puts(字符数组)（2）函数功能：把字符数组中所存放的字符串，输出到标准输出设备中去，并用n取代字符串的结束标志0。所以用puts()函数输出字符串时，不要求另加换行符。（3）使用说明:字符串中允许包含转义字符，输出时产生一个控制操作。该函数一次只能输出一个字符串，而printf()函数也能用来输出字符串，且一次能输出多个。【例7.5】下列程序的输出结果是:#include main()char c=BASICndBASE;puts(c);运行结果为：BASIC dBASE,C语言程序设计与数据结构,2输入字符串gets()函数（1）调用方式：gets(字符数组)（2）函数功能：从标准输入设备(stdin)键盘上，读取1个字符串（可以包含空格），并将其存储到字符数组中去。（3）使用说明 1）gets()读取的字符串，其长度没有限制，编程者要保证字符数组有足够大的空间，存放输入的字符串。2）该函数输入的字符串中允许包含空格，而在scanf()函数中使用%s接收字符串时，空格做为字符串的结束标志。【例7.6】#include main()char st15;printf(input string:n);gets(st);puts(st);输入：c program显示：c program,C语言程序设计与数据结构,3字符串比较strcmp()函数（1）调用方式：strcmp(字符串1,字符串2)其中“字符串”可以是串常量，也可以是1维字符数组。（2）函数功能：比较两个字符串的大小。如果：字符串1=字符串2，函数返回值等于0；字符串1字符串2，函数返回值正整数。（3）使用说明如果一个字符串是另一个字符串从头开始的子串，则母串为大。不能使用关系运算符“”来比较两个字符串，只能用strcmp()函数来处理。【例7.7】#include main()int k;char st115,st2=C Language;printf(input a string:n);gets(st1);k=strcmp(st1,st2);if(k=0)printf(st1=st2n);if(k0)printf(st1st2n);if(k0)printf(st1st2n);,C语言程序设计与数据结构,4.拷贝字符串strcpy()函数（1）调用方式：strcpy(字符数组1,字符数组2)（2）函数功能：将“字符数组2”完整地复制到“字符数组1”中，字符数组中原有内容被覆盖。（3）使用说明:字符数组必须定义得足够大，以便容纳复制过来的字符串。复制时，连同结束标志0一起复制。不能用赋值运算符“”将一个字符串直接赋值给一个字符数组，只能用strcpy()函数来处理。【例7.8】#include main()char st115,st2=C Language;strcpy(st1,st2);puts(st1);printf(n);运行结果为：C Language,C语言程序设计与数据结构,5连接字符串strcat()函数（1）调用方式：strcat(字符数组,字符串)（2）函数功能：把“字符串”连接到“字符数组”中的字符串尾端，并存储于“字符数组”中。“字符数组”中原来的结束标志，被“字符串”的第一个字符覆盖，而“字符串”在操作中未被修改。（3）使用说明 由于没有边界检查，编程者要注意保证“字符数组”定义得足够大，以便容纳连接后的目标字符串；否则，会因长度不够而产生问题。连接前两个字符串都有结束标志0，连接后“字符数组”中存储的字符串的结束标志0被舍弃，只在目标串的最后保留一个0。【例7.9】把初始化赋值的字符数组与动态赋值的字符串连接起来。#include main()char st130=My name is;/*注意长度为30*/char st210;printf(Input your name:);gets(st2);strcat(st1,st2);puts(st1);,C语言程序设计与数据结构,6求字符串长度strlen()函数（len是length的缩写）（1）调用方式：strlen(字符串)（2）函数功能：求字符串（常量或字符数组）的实际长度（不包含结束标志）。【例7.10】#include main()int k;char st=C language;k=strlen(st);printf(The lenth of the string is%dn,k);运行结果为：The lenth of the string is 10,C语言程序设计与数据结构,7.4 数组在函数中的应用,数组可以作为函数的参数使用，进行数据传送。数组用作函数参数有两种形式:一种是把数组元素(下标变量)作为实参使用；另一种是把数组名作为函数的形参和实参使用。数组元素作函数实参数组元素就是下标变量，它与普通变量并无区别。因此它作为函数实参使用与普通变量是完全相同的，在发生函数调用时，把作为实参的数组元素的值传送给形参，实现单向的值传送。【例7.11】编程实现对一数组中所有元素取绝对值.#include main()int a5=1,-5,4,-7,-4,i;for(i=0;i5;i+)ai=f(ai);for(i=0;i5;i+)printf(%4d,ai);int f(int x)if(x0)return-x;else return x;,C语言程序设计与数据结构,2、数组名作为函数参数,数组名就是数组的首地址，因此在数组名作函数参数时所进行的传送是地址的传送，所以要求形参 必须是和实参类型相同的数组名，对于形参必须有明确的数组说明。在实参与形参进行“值传递”时，是把实参数组的首地址赋予形参数组名。形参数组名取得该首地址之后，也就等于有了实在的数组。实际上是形参数组和实参数组为同一数组，共同拥有一段内存空间。【例7.12】数组a中存放了一个学生5门课程的成绩，求平均成绩。float aver(float a5)int i;float av,s=a0;for(i=1;i5;i+)s=s+ai;av=s/5;return av;void main()float sco5,av;int i;printf(ninput 5 scores:n);for(i=0;i5;i+)scanf(%f,C语言程序设计与数据结构,7.5 折半查找,折半查找又称二分查找，是针对有序表进行查找的简单、有效而又较常用的方法。所谓有序表，即要求表中的各元素按关键字的值有序（升序或降序）存放。折半查找不像顺序查找那样，从第一个记录开始逐个顺序搜索，其基本思想是：首先选取表中间位置的记录，将其关键字与给定关键字k进行比较，若相等，则查找成功；否则，若k值比该关键字值大，则要找的元素一定在表的后半部分（或称右子表），则继续对右子表进行折半查找；若k值比该关键字值小，则要找的元素一定在表的前半部分（左子表），同样应继续对左子表进行折半查找。每进行一次比较，要么找到要查找的元素，要么将查找的范围缩小一半。如此递推，直到查找成功或把要查找的范围缩小为空（查找失败）。设表的长度为n，表的被查找部分的头为low，尾为high，初始时，low=1,high=n,k为关键字的值。,C语言程序设计与数据结构,【例7.16】已知如下11个数据元素的有序表(关键字即为数据元素的值)：现要查找关键字为21和85的数据元素。假设指针low和high分别指示待查元素所在范围的下界和上界，指针mid指示区间的中间位置，即mid=(low+high)2。在此例中，low和high的初值分别为1和11，即1，11为待查范围。,C语言程序设计与数据结构,先看给定值key=21的查找过程：amid与给定值key相比较，因为amid key，说明待查元素若存在，必在区间low，mid-1的范围内，则令指针high指向第mid-1个元素，重新求得mid=(1+5)2=3 仍以amid和key相比，因为amid key，说明待查元素若存在，必在mid+1，high范围内，则令指针low指向第mid+1个元素，求得mid的新值为4，比较amid和key，因为相等，则查找成功，所查元素在表中序号等于指针mid的值。,C语言程序设计与数据结构,源程序：#define N 50int binsrch(int r,int n,int k)int mid,low,high,find;low=1;high=n;find=0;/*置区间初值*/while(lowrmid)low=mid+1;/*在后半区间查找*/else high=mid-1;/*在前半区间查找*/if(find)return(mid);/*查找成功，返回找到元素的位置*/else return(0);/*查找不成功，返回0标记*/,C语言程序设计与数据结构,main()int aN,n,i,k,f;printf(请输入数据元素的个数:n);scanf(%d,C语言程序设计与数据结构,7.6 数组元素排序,排序(Sorting)是计算机程序设计中的一种重要操作，它的功能是将一个数据元素(或记录)的任意序列，重新排列成一个按关键字有序的序列.7.6.1 插入排序线性插入排序的基本思想是：第1遍，将初始文件中的第1个记录看作有序的序列，然后从第2个记录开始逐个插入前边的有序序列，并使插入后，前边仍有序。第i趟直接插入排序的操作为：在含有i-1个记录的有序子序列r1.i-1中插入一个记录ri后，变成含有i个记录有序子序列r1.i。为了在查找插入位置的过程中避免数组下标出界，在r0处设置监视哨，将ri拷贝到r0处，当从i-1起往前搜索的过程中，可以同时后移记录。直至整个数组变成有序为止。整个排序过程共进行n-1趟插入。,C语言程序设计与数据结构,【例7.17】将数组（43，21，89，15，43，28）中的元素进行升序排列。,C语言程序设计与数据结构,其源程序为：#define N 50void insertsort(int r,int n)int i,j;for(i=2;ir0)rj+1=rj;j-;rj+1=r0;,C语言程序设计与数据结构,main()int aN,n,i;printf(请输入数据元素的个数:n);scanf(%d,C语言程序设计与数据结构,7.6.2 折半插入排序,在线性插入排序中，我们采用顺序查找法来确定记录的插入位置。如果（R1，R2，Ri-1）是有序子文件，我们可以采用折半查找法来确定R1的插入位置，这种排序称为折半插入排序。【例7.18】将数组（43，21，89，15，43，28）中的元素进行升序排列。#define N 50void binarysort(int r,int n)/*按关键字递增次序对r1,r2,rn进行折半插入排序*/int i,j,l,h,mid;for(i=2;i=l;j-)rj+1=rj;rl=r0;,C语言程序设计与数据结构,main()int aN,n,i;printf(请输入数据元素的个数:n);scanf(%d,C语言程序设计与数据结构,7.7 典型习题分析解答,【例7.19】若有说明：int a34，则对数组a元素非法引用的是。A）a02*1 B）a13 C）a4-20 D）a04分析：本题考察对于二维数组元素引用的原则。对以上述定义的二维数组，其最大下标的元素对应：a23.答案：D【例7.20】若二维数组有m列，则在aij之前的元素的个数为A.j*m+i B.i*m+j C.i*m+j-1 D.j*m+i-1分析：在C语言中，由于二维数组在内存中是按照行优先的顺序存储的，且下标的起始值为0，因此在aij之前有i*m+j个。答案：B【例7.21】以下选项中合法的数组说明语句是A.in a=”string”B.int a5=0,1,2,3,4,5C.char a=”string”D.char a5=0,1,2,3,4,5分析：在C语言中，字符变量中存放的是与字符对应的ASCII码值，数值0，1，2，3，4，5对应的字符虽然是不可显示的字符，但是这些都可以作为控制字符。此时，数组的大小有后面的初始化数据的数量决定。答案：D,C语言程序设计与数据结构,【例7.22】以下程序的输出结果是：void reverse（int a,int n）int i,t;for（i=0;in/2;i+）t=ai;ai=an-1-i;an-1-i=t;main（）int b10=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;int i,s=0;reverse（b,8）;for（i=6;i10;i+）s+=bi;printf（%dn,s）;A）22 B）10 C）34 D)分析：在main函数中，调用reverse函数将b数组中的前8个成员进行互置，执行完毕后，b数组中的成员为8,7,6,5,4,3,2,1,9,10，然后再执行for循环结构，将b6，b7.b9的值相加，结果为22。答案：A,C语言程序设计与数据结构,【例7.23】当运行以下程序时，从键盘输入；AhaMA(空格)Aha，则下面程序的运行结果是#includemain()char s80,c=a;int i=0;scanf(%s,s);while(si!=n)if(si=c)si=si-32;else if(si=c-32)si=si+32;i+;puts(s);A）ahaMaB）AhAMaC）ahAMa空格ahAD）ahAMa分析：本题主要考查的知识点是大写字母比它对应的小写字母ASCII码值小32，并且字符可以看作整数进行算术运算等操作。答案：D,C语言程序设计与数据结构,【例7.24】有以下程序:#include#include main()char a=a,b,c,d,e,f,g,h,0;int i,j;i=sizeof(a);j=strlen(a);printf(%d,%dn,i,j);程序运行后的输出结果是。A)9，9 B)8，9 C)1，8 D)9，8分析：本题考查了求数据类型长度的运算符sizeof和求字符串长度的函数strlen的区别。strlen计算的是一个字符串的实际字符个数，如果字符串放在字符数组中，则函数strlen的值为0之前的全部字符个数。而sizeof求出的是数据占据存储空间的字节数，当然也要包括字符串的结束。答案：D,C语言程序设计与数据结构,【例7.25】下面程序的运行结果是#includemain()char a=morning,t;int i,j=0;for(i=1;i7;i+)if(ajai)j=i;t=aj;aj=a7;a7=aj;putsa;A）mrgninr B）mo C）moring D）morning分析：本题考查了一维数组元素的引用方法。题中数组a为一字符串数组，通过数组首地址和下标可以引用数组中的每个元素。因为字符数组相当于字符串，所以可以用字符串输出函数puts（）来输出字符数组中的各个字符。答案:B,C语言程序设计与数据结构,【例7.26】当执行以下程序时，如果输入ABC，则输出结果是。#include#include main()char ss10=1,2,3,4,5;gets(ss);strcat(ss,6789);printf(%sn,ss);A)ABC6789 B)ABC67 C)12345ABC6 D)ABC456789分析：本题考查了字符串处理函数的应用。gets()函数调用后，从键盘接受的新值”ABC”将初始化得到的值覆盖掉。然后调用字符串连接函数strcat()将字符串”6789”连接在”ABC”的后面。答案：A,