C+复杂数据及运算-数组修改版.ppt

第四章 复杂数据及运算,清华大学 郑 莉,学习目标,掌握数组的初始化及使用；掌握地址的概念及指针变量的应用；掌握引用使用；学会使用枚举、结构体等数据结构。,2,目录,4.1 数组4.1.1 一维数组的声明和使用4.1.2 多维数组的声明和使用 4.2 指针4.2.1 数据在内存中的地址4.2.2 指针及指针运算,3,目录（续）,4.3 字符串4.3.1 以数组存放C风格的字符串4.3.2 string类型的字符串4.4 枚举类型（不讲）4.5 运算优先级与类型转换（已讲）,4,引言,为什么会用到复杂数据类型数组结构体枚举指针,数组,当需要处理大量同一类型的数据时。多数时候，对大批量同类型数据的处理，所用的方法都是相同的。例如：某门课程，一个班级的40个学生成绩。int score1,score2.int score40;,结构体（）,当需要将一组相关的不同类型的数据作为一个整体来存储和处理时。例如：学生信息struct studentint num;string name;char gender;,枚举（不讲）,当需要模拟整数的某个有限子集的时候例如：表示一星期的7天int day;/用整型常量0，1，2，3，4，5，6表示星期天到星期六。但是int的范围不仅仅是0到6。enum week Sun,Mon,Tue,Wen,Thu,Fri,Sat;week day;,指针（难点）存放地址的类型,1）当函数之间需要共享大量数据的时候，以参数合返回值在函数之间传递数据会造成很大的开销，传递地址比较高效。2）对于处理大批量数据的程序，需要在运行时动态申请内存。动态申请的内存空间与普通变量不同，不能命名，没有变量名，需要用内存地址去访问动态申请的内存空间。,关于本章例题,为什么要使用复杂数据类型，前面几张幻灯片讲了根本原因。本章介绍数组与指针的用法。本章所用的例题，有些题，也许你会觉得不用复杂数据类型也可以做出来，甚至可能不用复杂数据类型会更简单，这些做法仅仅是为了教大家学会使用复杂数据类型。在自己写程序的时候，在没有题目特别规定的要求时，可自行选择合适的做法。,4.1 数组,为什么要使用数组？什么是数组：数组是具有一定顺序关系的若干对象的集合体，组成数组的对象称为该数组的元素。同一数组的各元素具有相同的类型。数组可以由除了void型以外的任何一种类型构成。,问题的提出,统计某一地区每岁年龄的人数，以及总人数，假定不超过120岁。用120个变量：int age1,age2,age3,.age119,age120,程序,4.1.1 一维数组的声明和使用,一维数组类型声明的语法形式为：T Namesize T：类型名，如int型，float型等；Name：数组名；size：常量表达式，表示数组的大小。数组大小的确定1.如果在对一维数组进行初始化时给出了全部初始值，则数组声明中的元素个数可以省略，编译器会根据初始值的个数，自动计算出元素个数。2.可以用符号常量或常量表达式来说明数组元素的个数。,14,4.1 数组,一维数组的定义,int a10;,引用时不能超出下标 最大值,引用,int i=3,j=2,a10;引用 ai,ai+2,ai+j,a0,a1,a2,.a9,数组是一个整体概念，数组元素是个体概念，此例：每一个元素都是一个整数,注意：下标从09,统计各年龄段的人数,问题：统计某一地区每岁年龄的人数，以及总人数，假定不超过120岁。,a0,a1,a2,.a119,定义其他类型数组,float b5;char c20;,b0,b1,.b4,c0,c1,.c19,定义,引用,数组初始化,在定义数组时赋初值,int a3=1，3，5;float b2=3.14，5.18;char c5=a,b,c,d,e;,亦可 int a=1，2，3，4，5;编译系统自动确定元素个数 int b10=1，2;前两个元素的值为1、2，其他元素为0,数组在内存中的存放,在内存中占据：一片连续的存储区例：int a20;,VC+中，一个整型变量占用 4 个字节内存。,例4-1：声明并初始化一个具有5个整数的序列,#include using namespace std;void main()int array5=1,2,3,4,5;for(int i=0;i5;i+)cout arrayi;coutendl;,21,4.1 数组4.1.1一维数组的声明和使用,运行结果：1 2 3 4 5Press any key to continue通过本例，学会：1）数组定义与初始化2）数组元素的访问：通过下标访问，如arrayi3）数组下标的起始值是0，最大下标“数组元素个数1”。数组下标切勿越界！,例4-1（续）,4.1 数组4.1.1一维数组的声明和使用,例4-2：数组大小的确定,#include#include using namespace std;const int size=5;int main()double arrayA=1.1,3,2.4,5.5,9.14;double arrayBsize;for(int i=0;i5;i+)arrayBi=arrayAi;coutthe members of arrayB are:n;for(i=0;i5;i+)coutsetw(6)arrayBi;,23,4.1 数组4.1.1一维数组的声明和使用,运行结果：the members of arrayB are:1.1 3 2.4 5.5 9.14,例4-2（续）,4.1 数组4.1.1一维数组的声明和使用,一维数组的初始化小结,int arrayA5=1,2,3,4,5;/完全初始化int arrayB5=1,2;/部分初始化，其余元素初始化为0int arrayC=1,2,3,4,5;/完全初始化，不指定数组元素的个数，编译器自动计算static int arrayD5;/静态数组如果不初始化，所有元素都默认初始化为0,例4_1与4_2,通过这两个例子，学习了如何定义，初始化数组，以及如何输出数组元素。补充：对数组的处理从键盘读入数组元素的值求数组元素的最大值求和。,数组arrayB的元素由键盘输入,输出arrayB中元素的最大值,输出arrayB中元素的总和,数组的大小,在声明数组时，确定数组的大小是关键问题，需要在设计程序时能够正确地估计需要的数组大小。静态的声明方式，不允许用变量来指定数组的大小。大小声明后，是不可改变的。但是在很多情况下，数组的大小是在运行时才能确定的，P59，后面会学习到动态内存分配，解决运行时确定数组大小的问题。,注意,C+不允许在数组上进行整体操作不能整体赋值不能比较不能整体输入输出赋值：for(i=0;i yi;输出：for(i=0;i=yi),一维数组应用,逆序数的分解求Fibonacci数列问题排序插入查找（顺序、折半）合并,多维数组,一维数组是最基本的数组，一个数组又可以作为元素去构成更复杂的数组，即“数组的数组”。例如：表示矩阵或二维表格，要用二维数组。,类似嵌套的感觉,每一行都是一个一维数组,将3个一维数组当成元素构成了二维数组,问题,课程1 课程2 课程3 学生1 89 78 56学生2 88 99 100 学生3 72 80 61学生4 60 70 75,二维表格,求每门课程的平均成绩，一列的平均值,求一个学生的平均成绩，一行的平均值,4.1.2 多维数组的声明和使用,多维数组类型声明的语法形式为T Namesize1size2;其中T：类型名，如int型，float型等；Name：数组名；size1，size2：为常量表达式，分别表示各维度的大小。,34,4.1 数组,二维数组的定义,int a43;,元素的引用,int a43 代表12个简单变量：,a00 a01 a02a10 a11 a12a20 a21 a22a30 a31 a32,行号从 0 开始，列号也从 0 开始，,元素的引用,int a43 代表12个简单变量 如 a00、a12、a32,aij,二维数组在内存中的存储,占据一片连续存储区,a00 a01 a02a10 a11 a12a20 a21 a22a30 a31 a32,按行存放,4-3：编写程序模拟一个55的矩阵，对元素赋值并输出,#include#include using namespace std;void main()int array55;for(int i=0;i5;i+)for(int j=0;j5;j+)array ij=i+j;for(i=0;i5;i+)for(j=0;j5;j+)cout array ij;coutendl;coutendl;,39,4.1 数组4.1.2多维数组的声明和使用,运行结果：0 1 2 3 4 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6 3 4 5 6 7 4 5 6 7 8,例4-3（续）,4.1 数组4.1.2多维数组的声明和使用,对例4_3的分析,通过本例，学习如何遍历二维数组（依次访问数组的所有元素）双重循环理解array，arrayi，arrayijarray：二维数组名/二维数组的首地址arrayi：二维数组第i行的首地址arrayij：二维数组第i行第j列的元素,对例4_3的改进,例4_3实现了二维数组元素的赋值以及输出。在此二维数组array的基础上，可以做数据处理矩阵转置主对角线求和。,例4-4：多维数组的初始化,#include#include using namespace std;int main()int arrayA32=2,4,1,6,8,9；int arrayB2=2,4,1,6,8,9,1,10;int arrayC32=2,4,1；int arrayD32=2,4,1;coutthe members of arrayA are:endl;int i;for(i=0;i3;i+)for(int j=0;j2;j+)coutsetw(4)arrayAij;coutendl;coutthe members of arrayB are:endl;,44,4.1 数组4.1.2多维数组的声明和使用,for(i=0;i4;i+)for(int j=0;j2;j+)coutsetw(4)arrayBij;coutendl;coutthe members of arrayC are:endl;for(i=0;i3;i+)for(int j=0;j2;j+)coutsetw(4)arrayCij;coutendl;coutthe members of arrayD are:endl;for(i=0;i3;i+)for(int j=0;j2;j+)coutsetw(4)arrayDij;coutendl;,45,4.1 数组4.1.2多维数组的声明和使用,例4-4（续）,运行结果：the members of arrayA are:2 4 1 6 8 9the members of arrayB are:2 4 1 6 8 9 1 10the members of arrayC are:2 4 1 0 0 0the members of arrayD are:2 0 4 0 1 0,例4-4（续）,4.1 数组4.1.2多维数组的声明和使用,对例4_4的分析,通过本例，学习对二维数组初始化显示初始化所有元素 int arrayA32=2,4,1,6,8,9；int arrayA32=2,4,1,6,8,9；初始化部分元素，未被初始化的元素为0 int arrayC32=2,4,1；int arrayD32=2,4,1;初始化所有元素，第一维大小可以省略，编译器自动计算（不可省略第二维大小）int arrayB2=2,4,1,6,8,9,1,10;,二维数组的初始化,int a43=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12;四行三列,int a43=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12;存储顺序,给每一行的第1个元素赋值，其余为零,二维数组的初始化,int a 4=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12;,习题P71,选择题：16,1）复习2）预习4.23）课程网站第三单元编程题编程题8：用数组实现Fibonacci数列 编程题9：求数组元素的平均值 编程题10：打印杨辉三角形编程题13：判断矩阵是否对称 4）准备第一次实验,第一次上机安排（第七周）,第一次上机安排（第七周）,