C++語言程序設計電子教案6

6.1一維數(shù)組

6.2二維數(shù)組

6.3字符數(shù)組

6.4程序舉例

許多同類數(shù)據的集合稱為數(shù)組

第6章數(shù)組教材上的第二章2.6

6.1一維數(shù)組

6.1.1一維數(shù)組的定義和引用

引例6.1輸入5個學生某門課的成績，要求按與輸入次序相反的順序輸出。#include<stdio.h>voidmain(){floats1,s2,s3,s4,s5;printf("Enterfivescores:");scanf("%f,%f,%f,%f,%f",&s1,&s2,&s3,&s4,&s5);printf("\nThescoreinreverseorderare:");printf("%f\n",s5);printf("%f\n",s4);printf("%f\n",s3);printf("%f\n",s2);printf("%f\n",s1);}顯然，當學生人數(shù)很多時，程序質量就很差，用數(shù)組的方法質量就很好(見例6.2)。6.1.2數(shù)組的通用定義:說明(1)常量i的個數(shù)([]的配對數(shù))定義了維數(shù)；(2)常量i的值定義了該維數(shù)的元素個數(shù)，表示數(shù)組長度i不能是變量也不能是包含變量的表達式(即不允許定義動態(tài)數(shù)組),可以是常量或常量表達式。常量表達式應是整型數(shù)，不能是小數(shù)。其上界為其值減1，下界均為0；(3)此語句在內存中為指定的數(shù)組(按先行后列)分配內存空間;(4)數(shù)組的引用遵循“先定義，后使用”的原那么;(5)數(shù)組定義處代表數(shù)組整體，而使用處只能用數(shù)組元素/數(shù)組的下標變量。類型數(shù)組名[常量1][常量2]，…;(6)使用的下標不能大于[數(shù)組長度-1]，即不能越界。例如：inta[4],x[3][4]定義了兩個數(shù)組：有a[0]至a[3](下標變量或數(shù)組元素)4個元素的一維整型數(shù)組a[4]；有x[0][0]、x[0][1]、…x[2][3]共計3*4=12個元素的二維整型數(shù)組x[3][4]；又如定義處inta[20]代表數(shù)組整體，使用處a[19]代表數(shù)組個體即第20個元素，但無元素a[20]且超界。

例如：data[4]、data[i+j]、data[i++]都是合法的引用方式。

intn=10;inta[n];

是錯誤的。但#defineN10或constintN=10;inta[N]，n[n+10]；是正確的。例6.2用數(shù)組實現(xiàn)例6.1。#include<stdio.h>voidmain(){inti;floatscore[5];printf("Enterfivescores:");for(i=0;i<5;i++)//循環(huán)輸入5個成績scanf(“%f”,&score[i]);//使用處

printf("\nThescoresinreverseorderare:");for(i=4;i>=0;i--)//循環(huán)反序輸出5個成績

printf(“%4.2f”,score[i]);//使用處}定義單精度數(shù)組(有score[0]至score[4]5個元素)注意(1)定義處score[5](代表數(shù)組整體)和使用處的score[i](代表數(shù)組個體)是有別的；(2)假設將數(shù)組的內容逆置重放見后例6.8；(3)逆序輸出方二:for(i=0;i<5;i++)printf("%4.2f",score[4-i]);不管學生人數(shù)有多少，程序結構均一樣。當i=5時超界比較

6.1.3一維數(shù)組的初始化循環(huán)輸入：數(shù)組在定義后，應先賦值(初始化)才可使用/處理。一般用單重循環(huán)和賦值語句或輸入語句使數(shù)組中的元素得到值，稱為對數(shù)組的初始化。可直接初始化：在定義數(shù)組時同時對數(shù)組元素賦以初值。如：ints[5]={78,87,77,91,60};[結果是]s[0]=78，s[1]=87，s[2]=77，s[3]=91，s[4]=60。也可只給一局部元素賦值。例如：ints[5]={78,87,77};[結果是]s[0]=78，s[1]=87，s[2]=77，其余元素的值為0。假設對全部數(shù)組元素賦初值時，可以不指定數(shù)組長度，但不可省方括號。例如：ints[5]={1,2,3,4,5};可以寫成ints[]={1,2,3,4,5};一維數(shù)組元素是按下標遞增的順序連續(xù)存放在連續(xù)的存貯空間中。如s數(shù)組在內存中的存貯示意圖如下所示。S[0]S[1]S[2]S[3]S[4]例6.3從鍵盤輸入15個整數(shù)，并檢查整數(shù)10是否包含在這些數(shù)據中，假設是的話，它是第幾個被輸入的。

#include<stdio.h>voidmain(){inti,flag,data[15];flag=0;//定義判斷15個數(shù)據中有否10的標志

printf("Inputnumbers:\n");for(i=0;i<15;i++)//循環(huán)輸入15個數(shù)據scanf("%d",&data[i]);for(i=0;i<15;i++)//循環(huán)判斷15個數(shù)據有否10if(data[i]==10){printf("10isinputedintheposition%d.\n",i+1);flag=1;/*標記10在輸入數(shù)據中*/break;}if(flag==0)printf("10isnotinnumbers");}因i是從0算起的，故10的順序位置應是找到的i再加1。提問:去掉“flag=1;”后對嗎?問：可否置入此處，但要加記位器。6.2二維數(shù)組6.2.1二維數(shù)組的定義和引用

二維數(shù)組的定義形式為

類型標識符數(shù)組名[常量表達式][常量表達式];類同一維數(shù)組。例如，inta[3][2];表示數(shù)組a是一個3×2(3行2列)的數(shù)組，共有3×2=6個元素(a[0][0]、a[0][1]、a[1][0]、…、a[2][1])，每個元素都是int型。

運行結果：

Inputnumbers：1213238977905616115910176510isinputedintheposition13.對此類題，假設求第一個10位置和10的個數(shù)、求奇偶數(shù)的和等均是對批量數(shù)據求某些特征問題的求解。

二維數(shù)組的應用之一是矩陣和行列式。其中，左起第一個下標表示行數(shù)，第二個下標表示列數(shù)。圖6.2二維數(shù)組a[3][2](先行后列)內存圖a[0][0]a[0][1]a[1][0]a[1][1]a[2][1]……圖6.3三例數(shù)組元素的排列方式

6.2.2二維數(shù)組的初始化

對二維數(shù)組初始化時，同樣可在定義時一并初始化，可不分行/組或分行/組賦值，例如：

inta[3][2]={{1,2},{3,4},{5,6}};//按行分段

inta[3][2]={1,2,3,4,5,6};//按行連續(xù)

inta[][]={{1,2},{3,4},{5,6}};

inta[][]={1,2,3,4,5,6};

//C不用而C++少用(不明確)

其中內{}代表一行賦值的元素初值：

a[0][0]=1,a[0][1]=2,a[1][0]=3,a[1][1]=4,a[2][0]=5,a[2][1]=6

對應行列式：對二維數(shù)組初始化，一般用雙重循環(huán)和賦值語句或輸入語句使數(shù)組中的元素得到值。23456等價也可只為局部元素賦值，例如：inta[3][2]={{1},{2,3},{4}};那么：a[0][0]=1，a[1][0]=2，a[1][1]=3，a[2][0]=4而其余元素的初值將自動設為0?？蓪⑺袛?shù)據寫在一個花括號內，按數(shù)組的排列順序對各元素按序賦初值。如：inta[3][2]={1,2,3,4};結果為：a[0][0]=1，a[0][1]=2，a[1][0]=3，a[1][1]=4，其余元素的值自動設為0。假設對數(shù)組全部元素都賦初值，定義數(shù)組第一維的長度可不指定，但對第二維長度不能??；如：inta[][2]={1,2,3,4,5,6}；此時第一維的長度由實際數(shù)據確定：應是3。如：inta[3][2]={4,5,6,7,8,9};inta[][2]={4,5,6,7,8,9};但是不能寫為：inta[3][]={4,5,6,7,8,9};例6.4

從鍵盤為一個N×N的整型數(shù)組輸入數(shù)據，并將每一行的最小值顯示出來(如每行為城市中的一條運輸費路經)。解:設N=6,先建立矩陣a[N][N](即輸入36個數(shù)據),再定義一個一維數(shù)組m[N],用來保存矩陣中每行的最小值,初值為每行的第一個元素;用雙重循環(huán)處理:示意圖如下(設定36個數(shù))

233512891289213135628191899325321982181973651128028109123135112189118219223325102819108119m[N]的m[i]初值為a[i][0]a[N][N]

比較數(shù):外循環(huán)i=0至N-1被較數(shù):內循環(huán)j=1至N-19181928112102雙重循環(huán)處理:用外循環(huán)i控制比較數(shù)m[i]=a[i][0]與內循環(huán)j的被比較數(shù)a[i][j]比較大小,將小的放入m[i],直至內循環(huán)完,該行的最小值即已放如m[i],外循環(huán)再循環(huán)下一輪。#defineN6//宏定義,使N被置換為6#include<stdio.h>voidmain(){inta[N][N],m[N],i,j;printf("Inputnumbers:\n");for(i=0;i<N;i++)//雙重循環(huán)輸for(j=0;j<N;j++)//入矩陣36個scanf("%d",&a[i][j]);//數(shù)據for(i=0;i<N;i++)//雙重循環(huán)求{m[i]=a[i][0];//每行最小值for(j=1;j<N;j++)if(m[i]>a[i][j])m[i]=a[i][j];}printf("Minis:");for(i=0;i<N;i++)printf("%d",m[i]);}運行結果：Inputnumbers:123467229823611920837857121519891682112281362453321719115Minis:383125

程序如下:提問：1、假設置每行最小值”m[i]=a[i][0];”語句在別的地方如循環(huán)之外/前，如何？2、內外循環(huán)的循環(huán)變量的初值(如改j=1為j=0)和終值可改變嗎？3、假設求某行最小某列最大值(馬鞍點)如何？后講。4、假設求每行的升序或降序(排序)如何？后講。5、實例見“VC++實例/一般程序/數(shù)組(C和C++及應用)\求二維數(shù)組各行最小數(shù)組(C++程序)和“\求二維數(shù)組各行最小數(shù)組(C程序)”及“\數(shù)組應用”。6.3字符數(shù)組6.3.1字符數(shù)組的定義和初始化定義類似前面介紹，格式：char數(shù)組名[常量表達式]；如：charc[6];那么定義c為字符數(shù)組，包含6個元素，每個元素為一個字符(實際上是其對應的ASCII碼)。賦值方法與一般的一維數(shù)組是一樣的，例如：c[0]=‘s’;c[1]=‘t’;c[2]=‘r’;c[3]=‘i’;c[4]=‘n’;c[5]=‘g’;6.3.2用字符數(shù)組表示字符串字符串常量是用雙引號括起來的字符序列。在C語言中,字符串是用一維字符數(shù)組來表示的(但在C++語言中,是用數(shù)據類型CString來定義字符串變量的)。在表示一維字符數(shù)組時,是以一個字符串結束標志‘\0’標識的自動加上的。故一維字符數(shù)組長度共計有效字符個數(shù)+1個字符。例“string”共有6個字符,但在內存中占7個字節(jié),最后一個字節(jié)存放‘\0’。習慣上常如下表示：charc[]=“string″；或charc[]={“string”}；charc[]={‘s’,’t’,’r’,’i’,’n’,’g’,’\0’}；初始化后，c數(shù)組中每個元素的初值如下：c[0]=′s′，c[1]=′t′,c[2]=′r′，c[3]=′i′，c[4]=′n′，c[5]=′g′，c[6]=′\0′等價(三種方式)

例6.5檢測某一給定字符串中的字符數(shù),不包括結束符‘\0’。

#include“stdio.h”voidmain(){staticcharstr[]={"string"};inti=0;while(str[i]!=′\0′)i++;printf("Thelengthofstringis:%d\n",i);}運行結果：Thelengthofstringis:6循環(huán)體6.3.3字符數(shù)組的輸入和輸出(1)采用“%c”格式符逐個輸出。例6.5中的str[]數(shù)組，假設執(zhí)行:str[]=“string”；printf("%c",str[5]);(2)采用“%s”格式符，可用字符數(shù)組名對整個字符串一次輸入輸出。例6.5中的str[]數(shù)組改為printf("%s",str);(3)采用“%s”格式符,scanf函數(shù)用字符數(shù)組名對整個字符串一次輸入。例：輸出結果為:g輸出結果為:string運行：Welcomeyou↙Welcomeyou注意：對字符數(shù)組無&#include"stdio.h"voidmain(){charstr[10];scanf("%s",str);printf("%s",str);}6.3.4常用字符串處理函數(shù)需先用#include<stdio.h>和#include<string.h>包含其函數(shù)功能。1〕gets字符串輸入函數(shù)(s—string)調用形式：gets(字符數(shù)組)功能:從終端輸入一個字符串直至按回車鍵并賦給字符數(shù)組名,且得到一個函數(shù)值,該函數(shù)的返回值是字符數(shù)組的起始地址。注意(1)輸入gets(字符數(shù)組)與輸入一個字符的同類函數(shù)getch()、getche()、getchar()的異同；(2)輸入gets(字符數(shù)組)與輸出puts(字符串)及輸入一個字符的同類函數(shù)getch()、getche()、getchar()與輸出一個字符的函數(shù)putch()、putchar()是配對的互逆函數(shù)(詳見第三章輸入輸出內容)；(3)但凡作為數(shù)組的輸入，均可用指針，如gets(字符數(shù)組的指針)。2〕puts字符串輸出函數(shù)調用形式：puts(字符串)功能：將一字符串(以‘\0’為結束符)輸出到終端。輸出時將字符串結束標志轉換成‘\n’，即輸出完畢后換行。3〕strcmp字符串比較函數(shù)(cmp--compare)調用形式：strcmp(字符串1,字符串2)功能：將兩個字符串從左至右逐個進行比較(按ASCII碼值大小比較)，直到出現(xiàn)不同的字符或遇到‘\0’為止。比較的結果賦給函數(shù)(值):函數(shù)值=0表示字符串1=字符串2;函數(shù)值>0表示字符串1>字符串2;函數(shù)值<0表示字符串1<字符串2。4〕strcpy字符串拷貝函數(shù)(cpy--copy)調用形式：strcpy(字符數(shù)組1,字符串2)或strcpy(字符數(shù)組1,字符串2,n)功能:將字符串2拷貝到字符數(shù)組1中去。說明:字符數(shù)組1必須定義得足夠大,以便容納被拷貝的字符串;也可以用strcpy函數(shù)將字符串2前假設干個字符拷貝到字符數(shù)組1中去(即調用形式二),其中n為取前n個字符,另外參數(shù)可是指針(后同)。例如，strcpy(str1,str2,2);即是將str2中前2個字符拷貝到str1中，然后再加一個‘\0’。5〕strcat字符串連接函數(shù)(cat--connact)調用形式：strcat(字符數(shù)組1,字符數(shù)組2)功能:將字符數(shù)組2中字符串接到字符數(shù)組1中字符串的后面，結果放在字符數(shù)組1中，函數(shù)的返回值是字符數(shù)組1的地址。說明：字符數(shù)組1必須足夠大，以便容納連接后的新字符串。6〕strlen字符串長度測試函數(shù)(len--length)調用形式：strlen(字符串)功能：測試字符串的長度，函數(shù)的返回值為字符串的實際長度(不包括‘\0’)。7〕strlwr字符串轉換函數(shù)(lwr--lower)調用形式：strlwr(字符串)功能：將字符串中大寫字母轉換成小寫字母。8〕strupr字符串轉換函數(shù)調用形式：strupr(字符串)(upr--uper)功能：將字符串中的小寫字母轉換成大寫字母。例6.6有三個字符串，要求找出其中最大者。#include<stdio.h>#include<string.h>voidmain(){charstring[2];charstr[3][2];inti;for(i=0;i<3;i++)gets(str[i]);if(strcmp(str[0],str[1])>0)strcpy(string,str[0]);elsestrcpy(string,str[1]);if(strcmp(str[2],string)>0)strcpy(string,str[2]);printf("\nthelargeststringis:%s\n",string);}運行結果：CHINAHOMEACHINESEthelargeststringis:HOME實例見“\VC++教程\VC++實例\一般程序/C++字符串組”*例6.7用選擇排序法對數(shù)組中的N個整數(shù)排序，設升序(由小到大)輸出。解：設N=6，先建立一個一維數(shù)組a[N](即輸入6個數(shù)據)，用逐步選第一小(其下標k=0)、第二小(其下標k=1)、第三小(其下標k=2)…(最后一個是最大的)的排隊/序法；每步用雙重循環(huán)比較交換法處理。定義一個用來保存數(shù)據中第幾(k+1)小的記位(置)器(變量)k，總是用外循環(huán)控制的比較數(shù)a[k](初值a[k]=a[i])與內循環(huán)的被比較數(shù)a[j]比較大小，假設被比較數(shù)a[j]小于比較數(shù)a[k],那么記住位置/下標k=j，直至內循環(huán)完，再將a[k]與a[i]利用中間變量t進行交換，那末第k+1小的數(shù)即在正確的位置a[i]；外循環(huán)再循環(huán)下一輪。即采用雙重循環(huán)選擇排序法(示意圖如下):6.4程序舉例

935128912823

9

12

358912823

9

12

2389128359

1223

35128899

122335

89

128比較數(shù):外循環(huán)i=0至N-2,也是k的初值被較數(shù):內循環(huán)j=i+1至N-1a[6]:

23351289128923[0]35[1]12[2]89[3]128[4]9[5]例:當?shù)谝淮瓮庋h(huán)i=0時,初值k=i=0,此時內循環(huán)j=1至5即要找出第i=0小的:用雙重循環(huán)處理：假設被比較數(shù)a[j]小于比較數(shù)a[k](初值a[k]=a[i])，那么記住位置/下標k=j，直至內循環(huán)完，再將a[k]與a[i]利用中間變量t進行交換比較(1)j=1時,a[0]<a[1],k=0不變;(2)j=2,a[0]>a[2],k=2;(3)j=3,a[2]<a[3],k=2不變;(4)j=4,a[2]<a[4],k=2不變;(5)j=5,a[2]>a[5],k=5;假設i=k,那么a[i]與a[k]交換(即23和9交換)a[0]a[1]a[2]a[3]a[4]a[5]#include<stdio.h>#defineN10voidmain(){inta[N],i,j,k,t;printf("Input%dnumber:\n",N);for(i=0;i<N;i++)//循環(huán)輸入元素的值scanf("%d",&a[i]);printf(‘\n’);//換行for(i=0;i<N-1;i++)/*外循環(huán),控制N-1輪比較,即找N-1遍*/{k=i;/*用k記住每次找第i+1小的數(shù)的下標*/for(j=i+1;j<N;j++)//內循環(huán)控制被比較數(shù)的比較次數(shù)第一次找最小的;第二次找次小的;…第N-1次找第N-1小的(剩下一個是最大的);程序如下:問題

(1)改i<N-1為i<N可否?對C×

(2)改j<i+1為j<i可否?√循環(huán)變量：i，j；記位器：k；中間變量。if(a[j]<a[k])k=j;//假設被比較數(shù)(后面數(shù))小于第i+1=k+1小的if(i!=k)//如所找第(k+1)小的數(shù)不是本身{t=a[k];//那么將a[i]和a[k]a[k]=a[i];//通過t進行a[i]=t;//三角交換}}printf("Thesortednumbers:\n");for(i=0;i<N;i++)printf("%d",a[i]);}運行結果：Input10numbers:4671013219203Thesortednumbers:1234679101320

數(shù)(即a[k]),那么記住其位置(內循環(huán)i+1至N-1次)說明：①此例為選擇排序法；另法比較交換法：不用變量k，將a[i]和a[j]通過t進行三角交換放在內循環(huán)中即可(即去掉if語句，比較區(qū)別：頻繁交換)；②實例見“VC++實例\一般程序/數(shù)組(C和C++及應用)\數(shù)組排序”(此例為降序排序)。1、去掉if(i!=k)可否?√2、求最大/小數(shù)及其個數(shù)等？按以下箭頭所指的形式，將兩個元素中的內容對調即可。假設用i，j分別代表進行對調的兩個元素的循環(huán)下標，那么需要確定i和j的關系(即j=N-i-1)和確定i變化的范圍即可。j=N-i-1例6.8

將數(shù)組a的內容逆置重放:要求不另外開辟數(shù)組,只能借助于一個臨時存貯單元。分析:假定a數(shù)組有8個元素存放如下：

#include<stdio.h>#defineN8voidmain(){inta[N],i,j,p,t;//定義循環(huán)變量、中間點、交換變量printf("Input%dnumbertothearray:",N);for(i=0;i<N;i++)scanf("%d",&a[i]);p=N/2-1;//求中間點的前一個點下標(對奇偶)作為循環(huán)的終值for(i=0;i<=p;i++){j=N-i-1;//求對應點

t=a[i];a[i]=a[j];a[j]=t;}printf("\nThearrayhasbeeninverted:");for(i=0;i<N;i++)printf("%d",a[i]);

運行結果：Input8numbertothearray:4728125103Thearrayhasbeeninverted:3105128274注意：①如果循環(huán)改為for(i=0;i<=N;i++)，那么逆置重放了兩次(復原了)。對矩陣逆置重放也用同樣方法。②對奇偶的中間點略有區(qū)別。}程序如下:本卷須知：單擊例6.9將字符串s轉換成相應的雙精度浮點數(shù)。#include<stdio.h>voidmain(){chars[8];doubleval,power,number;inti,sign;printf("Inputstringofanumber:");gets(s);i=0;sign=1;if(s[i]==‘+’||s[i]==‘-’)/*sign處理符號*/sign=(s[i++]==′+′)?1:-1;for(val=0;s[i]>=‘0’&&s[i]<=‘9’;i++)/*處理整數(shù)數(shù)字局部*/val=10*val+s[i]-′0′;if(s[i]==′.′)i++;for(power=1;s[i]>=‘0’&&s[i]<=‘9’;i++)//處理小數(shù)數(shù)字{val=10*val+s[i]-‘0’;power*=10;}number=sign*val/power;printf("\nnumber=%f\n",number);}*例6.10對3行4列的矩陣，找出在行上最小/大，在列上最大/小的元素(馬鞍點)。假設沒有這樣的元素，那么打印出相應的信息。[方一]根據行上最小列上最大馬鞍點的定義，每行都可能有一個馬鞍點，故要逐行查找；查找第i行[for(i=0;i<M;i++)]馬鞍點的過程序可分為兩個步驟：①找出第i行最小值的列位置k；②判斷第i行第k列元素在第k列是否最大。如果最大那么是鞍點；如果不是，那么第i行中無鞍點。這里判斷是否為第k列最大值的方式：看是否在第k列有比a[i][k]大的值。運行結果：Inputstringofanumber:-234.55number=-234.550000#defineM3#defineN4#include<stdio.h>voidmain(){inta[M][N];//定義3行4列矩陣inti,j,k,m,flag=0;printf(“\npleaseenterarray(12個):\n");for(i=0;i<M;i++)/*雙重循環(huán)輸入3*4=12個數(shù)組元素*/

for(j=0;j<N;j++)scanf("%d",&a[i][j]);for(i=0;i<M;i++)//對每行{k=0;//初始設第i行第k列為該行最小for(j=1;j<N;j++)/*找第i行的最小元素，k為其列標*/if(a[i][j]<a[i][k])k=j;//循環(huán)完后a[i][k]即為該行最小

定義循變i，j和列循變m、記列位置器k、馬鞍點標記flag(初設0表示無)。

[方二]行上最大列上最小馬鞍點#include<stdio.h>voidmain(){inta[3][4],i,j,c,k,rmax,find;printf("Thematrixis:\n");for(i=0;i<3;i++)//雙重循環(huán)輸入數(shù)據for(j=0;j<4;j++)scanf("%d",&a[i][j]);for(m=0;m<M;m++)//判斷第k列是否有元素比a[i][k]大if(a[m][k]>a[i][k])break;//假設有元素比a[i][k]大那么下一行if(m>=M)//假設第k列無元素比a[i][k]大,該元素是鞍點,{flag=1;printf("馬鞍點:a[%d][%d]=%d\n",i,k,a[i][k]);}}//且置flag為1表示找到鞍點并輸出if(flag==0)printf(“\n無馬鞍點.”);/*整個矩陣不存在鞍點,}輸出“無馬鞍點.”*/因m>=M說明m=0;m<M循環(huán)完后break未被執(zhí)行過，即第k列無元素比a[i][k]大。注意：對馬鞍點是行最小列最大和行最大列最小可能求出的元素不同(可和方二比較)

find=0;i=0;/*find為1,標志找到了鞍點*/while(i<3&&(find==0))/*外循環(huán)查三行*/{rmax=a[i][0];c=0;//設馬鞍點初始值for(j=1;j<4;j++)if(rmax<a[i][j])/*某行最大值→ramx,所在列號→c*/{rmax=a[i][j];c=j;}find=1;