《C語言程序設(shè)計 》課件-第4章

項目四數(shù)組——歌曲比賽評分統(tǒng)計任務(wù)一項目說明任務(wù)二了解一維數(shù)組任務(wù)三一維數(shù)組的定義任務(wù)四一維數(shù)組元素的引用任務(wù)五一維數(shù)組的初始化任務(wù)六一維數(shù)組的簡單應(yīng)用任務(wù)七項目流程圖任務(wù)八項目實現(xiàn)任務(wù)九項目擴展一 任務(wù)十項目擴展二 思考與練習(xí)

任務(wù)一項目說明

下面以一個例子來說明評分規(guī)則。例如，某歌手的得分如表4.1所示。

表中，“評委3”給出的成績?yōu)?.9，是最高分；“評委9”給出的成績?yōu)?.0，是最低分。

該歌手的最后得分為(成績之和-9.9-8.0)/8。

任務(wù)二了解一維數(shù)組

在科學(xué)研究、工程技術(shù)及日常生活中，常常需要處理這樣的數(shù)據(jù)，例如，10個評委對歌手的評分，學(xué)生各個科目的成績，商業(yè)部門記錄的每個月份的銷售額，氣象部門記錄的每天的降雨量。每組數(shù)據(jù)都具備這樣的特點：每組都有多個數(shù)據(jù)，且每組的各個數(shù)據(jù)類型相同。例如，“10個評委對歌手的評分”就有10個數(shù)據(jù)，且這10個數(shù)據(jù)都是表示成績，都是實型。

在程序設(shè)計中，為了處理方便，通常把具有相同類型的若干變量按有序的形式組織起來，這些按序排列的同類數(shù)據(jù)元素的集合稱為數(shù)組。在Ｃ語言中，數(shù)組屬于構(gòu)造數(shù)據(jù)類型。一個數(shù)組可以分解為多個數(shù)組元素，這些數(shù)組元素可以是基本數(shù)據(jù)類型或是構(gòu)造類型。因此按數(shù)組元素的類型不同，數(shù)組又可分為數(shù)值數(shù)組、字符數(shù)組、指針數(shù)組、結(jié)構(gòu)數(shù)組等各種類型。本項目介紹數(shù)值數(shù)組，其余的在后續(xù)項目中介紹。

任務(wù)三一維數(shù)組的定義

1．簡例項目中的數(shù)組定義為

floatscore[10];

●score：用戶定義的數(shù)組的名稱；

●

[10]：數(shù)組的長度，10個評委打分，故score數(shù)組包含10個元素；

●

float：數(shù)組元素的類型，評委打分都是實型數(shù)據(jù)。

2．相關(guān)知識說明

在Ｃ語言中使用數(shù)組必須先定義后使用。一維數(shù)組的定義方式為

類型說明符數(shù)組名[常量表達式]；

其中，

類型說明符：任一種基本數(shù)據(jù)類型或構(gòu)造數(shù)據(jù)類型，即數(shù)組元素的類型。

數(shù)組名：用戶定義的數(shù)組標識符。

常量表達式：表示數(shù)組元素的個數(shù)，也稱為數(shù)組的長度。

例如，

inta[10]; 聲明數(shù)組a，有10個元素，且10個元素都是int型的。

floatb[10],c[20];聲明數(shù)組b，有10個元素，數(shù)組c，有20個元素，且兩個數(shù)

組的所有元素都是float型的。

charch[20];聲明數(shù)組ch，有20個元素，且20個元素都是char型的。

對于數(shù)組類型說明應(yīng)注意以下幾點：

①數(shù)組的類型實際上是指數(shù)組元素的取值類型。對于同一個數(shù)組，其所有元素的數(shù)據(jù)類型都是相同的。

②數(shù)組名的書寫規(guī)則應(yīng)符合標識符的書寫規(guī)定。

③數(shù)組名不能與其他變量名相同。

④要使用方括號，而不能使用圓括號。

⑤常量表達式必須是整型數(shù)據(jù)，而不能是其他類型的數(shù)據(jù)。

⑥數(shù)組的長度只能是常量或常量表達式，而不能是變量或變量表達式，即數(shù)組的長度是固定的。

⑦允許在同一個類型說明中，說明多個數(shù)組和多個變量。

任務(wù)四一維數(shù)組元素的引用

1．簡例

score[0];sum=score[1]+score[2];

if(score[4]>score[5])

max=score[4];

else

max=score[5];

2．相關(guān)知識說明

數(shù)組元素是組成數(shù)組的基本單元。在Ｃ語言中只能逐個地使用數(shù)組元素，而不能一次引用整個數(shù)組。

數(shù)組元素也是一種變量，其標識方法為數(shù)組名后跟一個下標。下標表示了元素在數(shù)組中的順序號，并且下標從0開始，最后一個元素的下標為“數(shù)組長度-1”。

數(shù)組元素的一般形式為

數(shù)組名[下標]

其中下標只能為整型常量或整型表達式。

我們以項目中聲明的數(shù)組“floatscore[10];”為例，則以下都是合法的數(shù)組元素引用：

下面介紹數(shù)組score在內(nèi)存中是如何存放的，并進一步理解下標的含義。在C編譯系統(tǒng)中，每一個float型變量在內(nèi)存中占4個字節(jié)，該數(shù)組包含10個元素，故在內(nèi)存中一共占4×10=40個字節(jié)，且這40個字節(jié)是連續(xù)的，如圖4.1所示。

圖4.1數(shù)組在內(nèi)存中的存放

從圖上我們可以看出，數(shù)組下標表示了數(shù)組元素相對于數(shù)組首地址的偏移量，故下標從0開始。一維數(shù)組的數(shù)組元素在內(nèi)存中按順序存放。數(shù)組名代表數(shù)組的首地址，即score的值與score[0]的地址值相同。

任務(wù)五一維數(shù)組的初始化

1．簡例

floatscore[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

2．相關(guān)知識說明

給數(shù)組賦值的方法除了使用賦值語句，如score[0]=8.9;對數(shù)組元素逐個賦值外，還可采用初始化賦值的方法。數(shù)組初始化賦值是指在數(shù)組定義時給數(shù)組元素賦予初值。數(shù)組初始化是在編譯階段進行的，這樣將減少運行時間，提高效率。

初始化賦值的一般形式為

類型說明符數(shù)組名[常量表達式]={值，值……值}；

其中在{}中的各數(shù)據(jù)值即為各元素的初值，各值之間用逗號間隔。

例如，

floatscore[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

相當(dāng)于

score[0]=0;socre[1]=1;...;socre[9]=9;

Ｃ語言對數(shù)組的初始化賦值還有以下幾點規(guī)定：

①可以只給部分元素賦初值。

當(dāng){}中值的個數(shù)少于元素個數(shù)時，只給前面部分元素賦值。

②只能給元素逐個賦值，不能給數(shù)組整體賦值。

③如給全部元素賦值，則在數(shù)組說明中，可以不給出數(shù)組元素的個數(shù)。

任務(wù)六一維數(shù)組的簡單應(yīng)用

下面以幾個簡例來說明一維數(shù)組的基本應(yīng)用，以理解“數(shù)組問題通常用循環(huán)來解決”的規(guī)則，并為項目實現(xiàn)做準備。

【例4-1】從鍵盤輸入10個評委的評分到數(shù)組score。

我們發(fā)現(xiàn)以上10條語句非常相似，只有下標不同，因此可改用循環(huán)的方式實現(xiàn)，并用數(shù)組的下標做循環(huán)控制變量。

(2)用循環(huán)的方式輸入各元素。

inti;

for(i=0;i<10;i++)

scanf("%f",&score[i]);

【例4-2】對10個評委的評分求總分。

(1)簡單累加求和。

同樣我們發(fā)現(xiàn)以上10條語句非常相似，只有下標不同，因此也可改用循環(huán)的方式實現(xiàn)，并用數(shù)組的下標做循環(huán)控制變量。

(2)用循環(huán)的方式累加求和。

inti;

floatsum=0;

for(i=0;i<10;i++)

sum=sum+score[i];

本例程序中，把a[0]送入max中，然后從a[1]到a[9]逐個與max中的內(nèi)容比較，若比max的值大，則把該變量送入max中，因此max總是在已比較過的變量中為最大者。比較結(jié)束，max為這10個數(shù)據(jù)中的最大值。

【例4-6】對這10個評委的評分按從小到大的順序重新排列。

本例程序采用的是經(jīng)典的冒泡排序法，對數(shù)組元素按從小到大的順序排序。冒泡排序算法如下。

依次比較相鄰的兩個數(shù)，將小數(shù)放在前面，大數(shù)放在后面。即在第一趟首先比較第1個和第2個數(shù)，將小數(shù)放前，大數(shù)放后。然后比較第2個數(shù)和第3個數(shù)，將小數(shù)放前，大數(shù)放后，如此繼續(xù)，直至比較最后兩個數(shù)，將小數(shù)放前，大數(shù)放后，至此第一趟結(jié)束，將最大的數(shù)放到了最后。在第二趟：仍從第一對數(shù)開始比較(因為可能由于第2個數(shù)和第3個數(shù)的交換，使得第1個數(shù)不再小于第2個數(shù))，將小數(shù)放前，大數(shù)放后，一直比較到倒數(shù)第二個數(shù)(倒數(shù)第一的位置上已經(jīng)是最大的了)，第二趟結(jié)束，在倒數(shù)第二的位置上得到一個新的最大數(shù)(其實在整個數(shù)列中是第二大的數(shù))。

本例用二重循環(huán)實現(xiàn)，外循環(huán)變量設(shè)為i，內(nèi)循環(huán)變量設(shè)為j。外循環(huán)重復(fù)9次，內(nèi)循環(huán)依次重復(fù)9,8,…,1次。每次進行比較的兩個元素都是與內(nèi)循環(huán)j有關(guān)的，它們可以分別用a[j]和a[j+1]標識，i的值依次為1,2,…,9，對于每一個i,j的值依次為1,2,…,10-i。

任務(wù)七項目流程圖

我們對于項目的實現(xiàn)思路已經(jīng)清晰，下面給出其流程圖，如圖4.2所示。

也可以采用對評分排序然后求中間8個數(shù)據(jù)的平均數(shù)的方法，來計算選手的最后得分。

圖4.2流程圖

任務(wù)八項目實現(xiàn)

本項目——歌曲比賽評分系統(tǒng)的程序代碼如下：完整程序一：

任務(wù)九項目擴展一

1．了解二維數(shù)組前面介紹的數(shù)組只有一個下標，稱為一維數(shù)組。在實際問題中有很多是二維的或多維的，多維數(shù)組元素有多個下標，以標識它在數(shù)組中的位置。本部分只介紹二維數(shù)組，多維數(shù)組可由二維數(shù)組類推而得到。

2．二維數(shù)組的定義

二維數(shù)組定義的一般形式是：

類型說明符數(shù)組名[常量表達式1][常量表達式2];

其中常量表達式1表示第一維下標的長度，常量表達式2表示第二維下標的長度。下面先舉簡單的例子來理解二維數(shù)組的定義。例如，

inta[3][4];

這是一個三行四列的數(shù)組，數(shù)組名為a，其數(shù)組元素的類型為整型，該數(shù)組的元素一共有3×4=12個。

3．二維數(shù)組元素的引用

二維數(shù)組元素的引用格式是：

數(shù)組名[下標1][下標2];

“下標1”表示第一維的下標，也稱行下標，取值從0開始，到“第一維的長度

-1”結(jié)束。

“下標2”表示第二維的下標，也稱列下標，取值從0開始，到“第二維的長度

-1”結(jié)束。上例中的12個元素可表示為

其中，a[0][0]表示數(shù)組第1行、第1列的元素；

a[0][1]表示數(shù)組第1行、第2列的元素；

…

a[2][3]表示數(shù)組第3行、第4列的元素。

數(shù)組第一行元素的行下標都為0，第二行的行下標都為1，以此類推；數(shù)組第一列的列下標都為0，第二列的列下標都為1，以此類推。

二維數(shù)組元素在內(nèi)存中按照行優(yōu)先的順序存儲，即首先存儲第一行的元素，然后依次存儲后面各行的元素。

二維數(shù)組可以看做是由一維數(shù)組的嵌套而構(gòu)成的。設(shè)一維數(shù)組的每個元素都又是一個數(shù)組，就組成了二維數(shù)組。換言之，一個二維數(shù)組也可以分解為多個一維數(shù)組。例如，二維數(shù)組a[3][4]，可分解為3個一維數(shù)組，其數(shù)組名分別為a[0]、a[1]、a[2]。

對這3個一維數(shù)組不需另作說明即可使用。這3個一維數(shù)組各自都有4個元素，例如，一維數(shù)組a[0]的元素為a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]。

那么，拓展項目中的數(shù)組應(yīng)該如何定義呢？我們假設(shè)有如表4.2所示的一張計分表。

該表一共有50行，分別記錄了50個選手的得分；該表一共有10列，分別記錄了10個評委對各個選手的打分，故數(shù)組應(yīng)定義為

floatscore[50][10];

score[0]是一個一維數(shù)組，記錄了“選手1”的得分。score[0]有10個元素，分別為socre[0][0]、socre[0][1]、socre[0][2]、……、socre[0][9]，依次記錄了10個評委給“選手1”的評分。

4．二維數(shù)組的初始化

二維數(shù)組初始化是指在類型說明時給各元素賦初值。可以有以下幾種初始化方式。

(1)按行對各元素賦初值，格式如下：

inta[3][4]={{80,75,92,100},{61,65,71,80},{59,63,70,77}};

(2)按數(shù)組元素在內(nèi)存中排列的順序?qū)Ω髟刭x初值，格式如下：

inta[3][4]={80,75,92,100,61,65,71,80,59,63,70,77};

這兩種賦初值的結(jié)果是完全相同的。

(3)給部分元素賦初值，格式如下：

inta[3][4]={{1},{4}};

其余元素默認為0，相當(dāng)于：

inta[3][4]={{1,0,0,0},{4,0,0,0},{0,0,0,0}};

對于二維數(shù)組初始化，如對全部元素賦初值，則第一維的長度可以不給出。例如，

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

可以寫為

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

5．拓展后項目的實現(xiàn)

6．二維數(shù)組經(jīng)典案例

任務(wù)十項目擴展二

1．字符數(shù)組的定義形式與前面介紹的數(shù)值數(shù)組相同。例如：

charc[10];

charc[5][10];由于字符型和整型通用，也可以定義為intc[10]，但這時每個數(shù)組元素占2個字節(jié)的內(nèi)存單元。

2．字符數(shù)組的初始化

字符數(shù)組也允許在定義時作初始化賦值。例如：

charc[]={'c','','p','r','o','g','r','a','m'};

可寫為

charc[]={"Cprogram"};

或：

charc[]="Cprogram";

第2、3種寫法一致，都是用字符串來初始化字符數(shù)組。這種方式比用字符逐個賦值要多占一個字節(jié)，用于存放字符串結(jié)束標志“\0”。上面的數(shù)組c在內(nèi)存中的實際存放情況為

“\0”是由C編譯系統(tǒng)自動加上的。由于采用了“\0”標志，所以在用字符串賦初值時一般無須指定數(shù)組的長度，而由系統(tǒng)自行處理。

3．字符數(shù)組元素的引用

引用方式和數(shù)值型數(shù)組元素的引用方式相同，如c[0]、c[1]等。

4．字符數(shù)組的輸入輸出

(1)采用格式控制符%c實現(xiàn)輸入輸出，例如：

for(i=0;i<10;i++)

printf("%c",c[i]);

這種方式用得比較少。

(2)采用格式控制符%s實現(xiàn)輸入輸出，例如：

scanf("%s",c);

printf("%s",c);

注意：參數(shù)為字符數(shù)組的名字。另外，當(dāng)用scanf函數(shù)輸入字符串時，字符串中不能含有空格，否則將以空格作為串的結(jié)束符。

例如，當(dāng)輸入的字符串中含有空格時，運行情況為

inputstring:

thisisabook

輸出為this。

(3)采用字符串函數(shù)實現(xiàn)輸入輸出，這將在后面的內(nèi)容中詳細講解。

5．字符串處理函數(shù)

Ｃ語言提供了豐富的字符串處理函數(shù)，大致可分為字符串的輸入、輸出、合并、修改、比較、轉(zhuǎn)換、復(fù)制、搜索幾類。使用這些函數(shù)可大大減輕編程的負擔(dān)。用于輸入輸出的字符串函數(shù)，在使用前應(yīng)包含頭文件"stdio.h"，使用其他字符串函數(shù)則應(yīng)包含頭文件"string.h"。

下面介紹幾個最常用的字符串函數(shù)。

(1)字符串輸出函數(shù)puts。

格式：puts(字符數(shù)組名)

功能：把字符數(shù)組中的字符串輸出到顯示器，即在屏幕上顯示該字符串。

功能：從標準輸入設(shè)備鍵盤上輸入一個字符串，允許輸入空格，以回車鍵作為字符串輸入結(jié)束標志。

【例4-8】

#include"stdio.h"

main()

{

charstr[10];

printf("pleaseinputstring:\n");

gets(str);

puts(str);

}

(3)字符串連接函數(shù)strcat。

格式：strcat(字符數(shù)組名1，字符數(shù)組名2)

功能：把字符數(shù)組2中的字符串連接到字符數(shù)組1中字符串的后面，并刪去字符串1后的串標志"\0"。本函數(shù)返回值是字符數(shù)組1的首地址。

(4)字符串拷貝函數(shù)strcpy。

格式：strcpy(字符數(shù)組名1，字符數(shù)組名2)

功能：把字符數(shù)組2中的字符串拷貝到字符數(shù)組1中。串結(jié)束標志"\0"也一同拷貝。

(5)字符串比較函數(shù)strcmp。

格式：strcmp(字符數(shù)組名1，字符數(shù)組名2)

功能：按照ASCII碼順序，依次比較兩個數(shù)組中的字符串，并返回比較結(jié)果。

字符串1＝字符串2，返回值＝0；

字符串1＞字符串2，返回值＞0；

字符串1＜字符串2，返回值＜0。

本函數(shù)也可用于比較兩個字符串常量，或比較數(shù)組和字符串常量。

(6)測字符串長度函數(shù)strlen。

格式：strlen(字符數(shù)組名)

功能：測字符串的實際長度(不含字符串結(jié)束標志“\0”)并作為函數(shù)返回值。

思?考?與?練?習(xí)

一、選擇題

1．已知：inta[10]；則對a數(shù)組元素的正確引用是()。

A．a(chǎn)[10]

B．a(chǎn)[3.5]

C．a(chǎn)(5)

D．a(chǎn)[10-10]

2．在C語言中，二維數(shù)組元素在內(nèi)存中的存放順序是()。

A．按行存放 B．按列存放

C．由用戶定義 D．由函數(shù)決定

3．已知：inta[][3]={1,2,3,4,5,6,7}；

則數(shù)組a的第一維的大小是()。

A．2 B．3

C．4 D．無法確定

4．初始化語句正確的是()。

A．inta[1][4]={1,2,3,4,5};

B．floatx[3][]={{1},{2},{3}};

C．longb[2][3]={{1},{2},{3}};

D．inty[][3]={{1,2},{3},{4}};

5．若要實現(xiàn)如果字符串s1大于字符串s2，則執(zhí)行語句1，應(yīng)當(dāng)使用()。

A．if(s1>s2)語句1

B．if(strcmp(s1,s2))語句1

C．if(strcmp(s2,s1)>0)語句1

D．if(strcmp(s1,s2)>0)語句1

6．已知：charstr1[10],str2[10]=“Hello!”;

則在程序中能夠?qū)⒆址癏ello!”賦給數(shù)組str1的正確語句是()。

A．str1=“Hello!”

B．strcpy(str1,str2)

C．str1=str2 D．strcpy(str2,str1)

7．下面數(shù)組的定義合法的是()。

A．inta[]={0,1,2,3,4,5,6}; ．

B．charstr="string";

C．floata[2][]={{1.1,1.2},{1.3,1.4}};

D．charstr[]="string";

8．表達式strcmp("box","boss")的值是一個()。

A．正數(shù) B．0

C．負數(shù) D．不確定

9．下列程序執(zhí)行后的輸出結(jié)果是()。

main(){

inti,j,a[3][3];

for(i=0;i<3;i++)

for(j=0;j<=i;j++)

a[i][j]=i*j;

printf("%d,%d\n",a[1][2],a[2][1]);

}

A．2,2 B．不確定,2

C．2 D．2,0

10．下列程序執(zhí)行后的輸出結(jié)果是()。

main(){

inti,j,s=0,a[3][3]={1,2,3,4,5,6};

for(i=0;i<3;i++)

for(j=0;j<=i;j++)

s+=a[i][j];

printf("%d\n",s);

}

A．18 B．19

C．20 D．21

二、填空題

1．以下程序段的執(zhí)行結(jié)果是________。

main(){

charstr[30];

strcpy(&str[0],"ch");

strcpy(&str[1],"def");

strcpy(&str[2],"abc");

}

2．以下程序段為數(shù)組的所有元素輸入數(shù)據(jù)，請?zhí)羁铡?/p>

main(){

inta[10],i;

i=0;

while(i<10)

;

}

3．以下程序段的功能是將數(shù)組str下標值為偶數(shù)的元素從小到大排列，其他元素不變，請?zhí)羁铡?/p>

4．以下程序的執(zhí)行結(jié)果是________。

5．以下程序的執(zhí)行結(jié)果是________。

6．以下程序的功能是：求二維數(shù)組元素的最大值以及最大元素的下標，請?zhí)羁铡?/p>

7．以下程序的功能是：將整數(shù)插入到有序數(shù)組中，并保持數(shù)組從小到大的順序，請?zhí)羁铡?/p>

8．閱讀程序，并分析該程序的功能是________。

9．閱讀程序，并分析該程序的功能是________。

10．以下程序段的執(zhí)行結(jié)果是______________。