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c入门7
数组
   在程序设计中，为了处理方便，把具有相同类型的若干变量按有序的形式组织起来。这些按序排列的同类数据元素的集合称为数组。在Ｃ语言中，数组属于构造数据类型。一个数组可以分解为多个数组元素，这些数组元素可以是基本数据类型或是构造类型。因此按数组元素的类型不同，数组又可分为数值数组、字符数组、指针数组、结构数组等各种类别。本章介绍数值数组和字符数组，其余的在以后各章陆续介绍。
一维数组的定义和引用
一维数组的定义方式
在Ｃ语言中使用数组必须先进行定义。
一维数组的定义方式为：
    类型说明符 数组名 [常量表达式]；
其中：
类型说明符是任一种基本数据类型或构造数据类型。
数组名是用户定义的数组标识符。
方括号中的常量表达式表示数据元素的个数，也称为数组的长度。
例如：
    int a[10];           说明整型数组a，有10个元素。
    float b[10],c[20];   说明实型数组b，有10个元素，实型数组c，有20个元素。
    char ch[20];         说明字符数组ch，有20个元素。
对于数组类型说明应注意以下几点：
数组的类型实际上是指数组元素的取值类型。对于同一个数组，其所有元素的数据类型都是相同的。
数组名的书写规则应符合标识符的书写规定。
数组名不能与其它变量名相同。
例如：
main()
      {
        int a;
        float a[10];
        ……
}
是错误的。
方括号中常量表达式表示数组元素的个数，如a[5]表示数组a有 5个元素。但是其下标从0开始计算。因此5个元素分别为a[0],a[1],a[2],a[3],a[4]。
不能在方括号中用变量来表示元素的个数， 但是可以是符号常数或常量表达式。
例如：
    #define FD 5
        main()
       {
        int a[3+2],b[7+FD];
        ……
}
是合法的。
但是下述说明方式是错误的。
    main()
        {
         int n=5;
         int a[n];
         ……
}
允许在同一个类型说明中，说明多个数组和多个变量。
例如：
    int a,b,c,d,k1[10],k2[20];
一维数组元素的引用
数组元素是组成数组的基本单元。数组元素也是一种变量， 其标识方法为数组名后跟一个下标。下标表示了元素在数组中的顺序号。
数组元素的一般形式为：
    数组名[下标]
其中下标只能为整型常量或整型表达式。如为小数时，C编译将自动取整。
例如：
a[5]
a[i+j]
a[i++]
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Ｃ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，输出有10个元素的数组必须使用循环语句逐个输出各下标变量：
    for(i=0; i<10; i++)
           printf("%d",a);
而不能用一个语句输出整个数组。
下面的写法是错误的：
printf("%d",a);
main()
{
  int i,a[10];
  for(i=0;i<=9;i++)
      a=i;
  for(i=9;i>=0;i--)
      printf("%d ",a);
}

一维数组的初始化
给数组赋值的方法除了用赋值语句对数组元素逐个赋值外， 还可采用初始化赋值和动态赋值的方法。
数组初始化赋值是指在数组定义时给数组元素赋予初值。数组初始化是在编译阶段进行的。这样将减少运行时间，提高效率。
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 a[10]={ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
相当于a[0]=0;a[1]=1...a[9]=9;
Ｃ语言对数组的初始化赋值还有以下几点规定：
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 a[10]={0,1,2,3,4};
表示只给a[0]～a[4]5个元素赋值，而后5个元素自动赋0值。
只能给元素逐个赋值，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 a[10]={1,1,1,1,1,1,1,1,1,1};
而不能写为：
    int a[10]=1;
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 a[5]={1,2,3,4,5};
可写为：
    int a[]={1,2,3,4,5};
一维数组程序举例
可以在程序执行过程中，对数组作动态赋值。这时可用循环语句配合scanf函数逐个对数组元素赋值。

二维数组的定义和引用
二维数组的定义
前面介绍的数组只有一个下标，称为一维数组，其数组元素也称为单下标变量。在实际问题中有很多量是二维的或多维的，因此Ｃ语言允许构造多维数组。多维数组元素有多个下标，以标识它在数组中的位置，所以也称为多下标变量。本小节只介绍二维数组，多维数组可由二维数组类推而得到。
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 a[3][4];
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3×4个，即：
a[0][0],a[0][1],a[0][2],a[0][3]
    a[1][0],a[1][1],a[1][2],a[1][3]
    a[2][0],a[2][1],a[2][2],a[2][3]
二维数组在概念上是二维的，即是说其下标在两个方向上变化，下标变量在数组中的位置也处于一个平面之中，而不是象一维数组只是一个向量。但是，实际的硬件存储器却是连续编址的，也就是说存储器单元是按一维线性排列的。 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， 即放完一列之后再顺次放入第二列。在Ｃ语言中，二维数组是按行排列的。
即：
先存放a[0]行，再存放a[1]行，最后存放a[2]行。每行中有四个元素也是依次存放。由于数组a说明为int类型，该类型占两个字节的内存空间，所以每个元素均占有两个字节)。
二维数组元素的引用
二维数组的元素也称为双下标变量，其表示的形式为：
    数组名[下标][下标]
其中下标应为整型常量或整型表达式。
例如：
    a[3][4]
表示a数组三行四列的元素。
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。前者只能是常量，后者可以是常量，变量或表达式。

字符数组
用来存放字符量的数组称为字符数组。
字符数组的定义
形式与前面介绍的数值数组相同。
例如：
    char c[10];
由于字符型和整型通用，也可以定义为int c[10]但这时每个数组元素占2个字节的内存单元。
字符数组也可以是二维或多维数组。
例如：
    char c[5][10];
即为二维字符数组。
字符数组的初始化
字符数组也允许在定义时作初始化赋值。
例如：
    char c[10]={‘c’, ‘  ’, ‘p’, ‘r’, ‘o’, ‘g’, ‘r’, ‘a’,’m’};
赋值后各元素的值为：
    数组C    c[0]的值为‘c’
c[1]的值为‘ ’
c[2]的值为‘p’
c[3]的值为‘r’
c[4]的值为‘0’
c[5]的值为‘g’
c[6]的值为‘r’
c[7]的值为‘a’
c[8]的值为‘m’
其中c[9]未赋值，由的值为‘p’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。
字符数组的引用
main()
{
  int i,j;
  char a[][5]={{'B','A','S','I','C',},{'d','B','A','S','E'}};
  for(i=0;i<=1;i++)
    {
      for(j=0;j<=4;j++)
          printf("%c",a[j]);
      printf("\n");
    }
}

本例的二维字符数组由于在初始化时全部元素都赋以初值，因此一维下标的长度可以不加以说明。

字符数组的输入输出
在采用字符串方式后，字符数组的输入输出将变得简单方便。
除了上述用字符串赋初值的办法外，还可用printf函数和scanf函数一次性输出输入一个字符数组中的字符串，而不必使用循环语句逐个地输入输出每个字符。
main()
{
  char c[]="BASIC\ndBASE";
  printf("%s\n",c);
}

注意在本例的printf函数中，使用的格式字符串为“%s”，表示输出的是一个字符串。而在输出表列中给出数组名则可。不能写为printf("%s",c[]);

字符串处理函数
Ｃ语言提供了丰富的字符串处理函数， 大致可分为字符串的输入、输出、合并、修改、比较、转换、复制、搜索几类。 使用这些函数可大大减轻编程的负担。用于输入输出的字符串函数，在使用前应包含头文件"stdio.h"，使用其它字符串函数则应包含头文件"string.h"。
下面介绍几个最常用的字符串函数。
字符串输出函数 puts
   格式：  puts (字符数组名)
   功能：把字符数组中的字符串输出到显示器。 即在屏幕上显示该字符串。
#include"stdio.h"
main()
{
  char c[]="BASIC\ndBASE";
  puts(c);
}

    从程序中可以看出puts函数中可以使用转义字符，因此输出结果成为两行。puts函数完全可以由printf函数取代。当需要按一定格式输出时，通常使用printf函数。
字符串输入函数gets
   格式：  gets  (字符数组名)
   功能：从标准输入设备键盘上输入一个字符串。
本函数得到一个函数值，即为该字符数组的首地址。

程序举例
把一个整数按大小顺序插入已排好序的数组中。
为了把一个数按大小插入已排好序的数组中，应首先确定排序是从大到小还是从小到大进行的。设排序是从大到小进序的，则可把欲插入的数与数组中各数逐个比较，当找到第一个比插入数小的元素i时，该元素之前即为插入位置。然后从数组最后一个元素开始到该元素为止，逐个后移一个单元。最后把插入数赋予元素i即可。如果被插入数比所有的元素值都小则插入最后位置。
main()
{
  int i,j,p,q,s,n,a[11]={127,3,6,28,54,68,87,105,162,18};
  for(i=0;i<10;i++)
      { p=i;q=a;
        for(j=i+1;j<10;j++)
        if(q<a[j]) {p=j;q=a[j];}
        if(p!=i)
        {
          s=a;
          a=a[p];
          a[p]=s;
        }
        printf("%d ",a);
      }
    printf("\ninput number:\n");
    scanf("%d",&n);
    for(i=0;i<10;i++)
      if(n>a)
      {for(s=9;s>=i;s--) a[s+1]=a;
      break;}
      a=n;
    for(i=0;i<=10;i++)
      printf("%d ",a);
    printf("\n");
}

本程序首先对数组a中的10个数从大到小排序并输出排序结果。然后输入要插入的整数n。再用一个for语句把n和数组元素逐个比较，如果发现有n>a时，则由一个内循环把i以下各元素值顺次后移一个单元。后移应从后向前进行(从a[9]开始到a为止)。 后移结束跳出外循环。插入点为i，把n赋予a即可。 如所有的元素均大于被插入数，则并未进行过后移工作。此时i=10，结果是把n赋于a[10]。最后一个循环输出插入数后的数组各元素值。
    程序运行时，输入数47。从结果中可以看出47已插入到54和 28之间。

小结
1.数组是程序设计中最常用的数据结构。数组可分为数值数组(整数组，实数组)，字符数组以及后面将要介绍的指针数组，结构数组等。
2.数组可以是一维的，二维的或多维的。
3.数组类型说明由类型说明符、数组名、数组长度(数组元素个数)三部分组成。数组元素又称为下标变量。 数组的类型是指下标变量取值的类型。
4.对数组的赋值可以用数组初始化赋值，输入函数动态赋值和赋值语句赋值三种方法实现。 对数值数组不能用赋值语句整体赋值、输入或输出，而必须用循环语句逐个对数组元素进行操作。