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1、第七章 数 组 71 数据结构与数组的概念 影响程序设计的因素除算法外还有数据结构。数据结构概念 编写一个程序除了重视算法的设计外，还需重视数据类型的选择，即选择合适的数据类型来存放要处理的数据。在程序设计中，数据类型就称为数据结构，选择合适的数据类型实际上就是进行数据结构的设计。,在程序设计中有格言：数据结构+算法=程序 说明数据结构与算法同等重要，算法依赖于数据结构，对于同一个问题的求解，可以采用不同的数据结构和不同的算法，对不同的数据结构有不同的算法，其复杂程度也会不同，选择合适的数据结构，可以降低算法的复杂程度。因此，在程序设计中应重视数据结构的设计。,例：求任意100个数中的最大值。
2、main()int i,a,max;max=-32768 for(i=1;imax)max=a;printf(“n max=%d”,max);,用一个简单变量作为数据结构，合理，算法简单,对于三个数的排序：main()int a,b,c,t;scanf(“%d,%d,%d”,对于很多个数的排序用变量会很复杂而用数组会使算法很简单。,仍可用变量作为数据结构,数组的概念 一组具有同样类型的数据的集合 统一用一个名字代表-数组名（代表一组数）将一组数用一个名字代表，便于管理。,int a10,数组名,数组大小,数组中的各成员称数组元素，由数组名加下标唯一地确定。,只有一个下标的数组称为一维数组；可有
3、二维数组、三维数组、七维数组。,72 一维数组的定义和引用 定义 一般形式：类型符 数组名常量表达式；int a10;float b10；类型符 数组名 长度 作用：分配一组连续的内存单元,说明：数组必须先定义后使用。数组名的命名规则与变量相同。常量表达式表示元素的个数（长度），下标 从0开始。常量表达式不能包含变量，即不允许作动态定义。,引用 逐个引用其元素，不能进行整体引用。引用的一般形式：数组名下标 如：a0=50;a1=100;a2=a0+a1;与 a2=a0+a1有根本性的区别：下标可变。,例：从键盘输入10个数。用变量：(不方便)scanf(“%d%d%d%d%d%d%d%d%d%
4、d”，用循环控制输入个数和下标的变化。注意下标的变化范围。,初始化 eg7-0 在定义数组的同时给数组赋初值。int a10=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;int a10=0,1,2,3,4;int a=0,1,2,3,4;,应用举例（1）对100个学生的分数统计最高分、最低分和平均分。两种方法：用变量作为存放初始数据的数据结构 用数组作为存放初始数据的数据结构,main()int i,a,max,min;float aver=0;max=0;min=100;for(i=0;imax)max=a;if(amin)min=a;aver+=a;aver/=100;printf(“n%d,
5、%d,%f”,max,min,aver);,用变量eg7-1,#define N 100 main()int i,aN,max,min;float aver=0;for(i=0;imax)max=ai;if(aimin)min=ai;aver+=ai;aver/=N;printf(“n%d,%d,%f”,max,min,aver)；,用数组eg7-2,找最大最小的位置？eg7-3,max=0;min=0;,if(aiamax)max=i;if(aiamin)min=i;,（2）统计高于平均分的人数。,main()int i,a,n;float aver=0;for(i=0;i100;i+)sc
6、anf(“%d”,n=0;for(i=0;iaver)n+;printf(“n%d”,n);,用变量,数据结构不合理,#define N 100main()int i,aN,n;float aver=0;for(i=0;iaver)n+;printf(“n%d”,n);,用数组eg7-4,（3）对100个学生的分数统计出每分一档人数。0？1？2？3？4？99？100？,#define N 100main()int i,a;for(i=1;i=N;i+)scanf(“%d”,输出,int i,a,nN+1;for(i=0;iN+1;i+)ni=0;,na+;,完整程序：eg7-5#define
7、N 100main()int i,a,nN+1;for(i=0;i=0;i-)printf(“n%3d:%3d”,i,ni);,体会数组作为存放结果的数据结构时的优越性。,按10分一档统计？eg7-6#define N 100main()int i,a,nN+1;for(i=0;iN+1;i+)ni=0;for(i=1;i=N;i+)scanf(“%d”,int i,a,n11;for(i=0;i11;i+)ni=0;,na/10+;,#define N 10,（4）对10个学生的分数按从小到大的顺序排序后输出。两种典型的排序算法：选择法和起泡法。选择法基本思想：首先选择最小的数放在0位置，再
8、在剩下的数中选择最小的数放在下一位置，依次类推，共进行9次选择。5 8 7 4 3 9 0 1 2 6,每次选择都要与其后的所有数进行比较换位。5 8 7 4 3 9 0 1 2 6,i,j,for(i=0;iaj)t=ai;ai=aj;aj=t;,eg7-7#define N 10main()int aN,i,j,t;for(i=0;iaj)t=ai;ai=aj;aj=t;for(j=0;jN;j+)printf(“%3d”,aj);,5 8 7 4 3 9 0 1 2 6,5 8 7 4 3 9 0 1 2 6,i,j,小改进：先找最小值所在的位置，最后再换位:,for(i=0;iN-1;
9、i+)k=i;for(j=i+1;jN;j+)if(ajak)k=j;t=ai;ai=ak;ak=t;,#define N 10main()int aN,i,j,t,k;for(i=0;iN;i+)scanf(“%d”,eg7-8,5 8 7 4 3 9 0 1 2 6,起泡法基本思想：首先将所有数中的最大值“冒泡”到最后位置，再将剩下的数中的最大值“冒泡”到上一位置，依次类推，共进行9次“冒泡”。每次“冒泡”都是一种翻滚过程，即相邻两个数进行比较换位。5 8 7 4 3 9 0 1 2 6,#define N 10main()int aN,i,j,t;for(i=0;iaj+1)t=aj;a
10、j=aj+1;aj+1=t;for(j=0;jN;j+)printf(“%3d”,aj);要特别注意两个循环的范围。eg7-9,5 8 7 4 3 9 0 1 2 6,(5)循环移位 对一数列中的每个数向后移3个位置，最后3个数移到最前面。5 8 7 4 3 9 0 1 2 6 1 2 6 5 8 7 4 3 9 0,用循环移位实现：5 8 7 4 3 9 0 1 2 6main()int i,j,k,a10;for(i=0;i10;i+)scanf(“%d”,eg7-10,for(i=1;i10;i+)ai=ai-1;,for(i=9;i0;i-)ai=ai-1;,k=a9;,a0=k;,f
11、or(j=1;j=3;j+)k=a9;,用循环移位实现：5 8 7 4 3 9 0 1 2 6#define N 10#define M 3void main()int i,j,k,aN;for(i=0;i0;i-)ai=ai-1;a0=k;for(i=0;iN;i+)printf(%3d,ai);eg7-10,(6)狐狸找兔子问题 围绕着山顶有10个洞，一只兔子和一只狐狸分别住在洞里，狐狸总想吃掉兔子；一天，兔子对狐狸说：你想吃掉我有一个条件，先把洞顺序编号，你从最后一个洞出发，第一次先到第一个洞找我，第二次隔一个洞找，第三次隔两个洞找，依次类推，寻找次数不限，我躲在一个洞里不动，只要找到我
12、你就可以饱餐一顿。狐狸一想只有10个洞，寻找次数又不限，那有找不到的呢？马上答应了条件，结果狐狸跑断了腿也没找到，请问兔子躲在哪个洞里？,0,1,2,3,5,6,7,8,9,4,算法思想：开辟数组，每个元素代表一个洞，并赋初值0，表示各个洞都还未找，然后按规律找，每找一个洞，对应的数组元素就赋值1，表示已找过，最后根据数组元素值1与0来识别各洞是否已找过。,main()int i,k=9;int a10=0;for(i=0;i=10000;i+)k=(k+i)%10;ak=1;for(i=0;i10;i+)if(ai=0)printf(“%3d”,i+1);eg7-11,73 二维数组的定义和
13、引用 定义 一般形式：类型符 数组名常量表达式 常量表达式；int a34;float b510;行 列,二维数组的逻辑结构就如同一张表格：a00 a01 a02 a03 a10 a11 a12 a13 a20 a21 a22 a23 存放形式：按行存放。,a0,a1,a2,二维数组可以看作是一个特殊的一维数组，它的元素又是一个一维数组。C语言这样的处理方法在很多情况下显得很方便。与一维数组相比，二维数组的定义多一个长度，其元素多一个下标。在应用中，如果要处理的数据如同一数列，则可定义一维数组来存放；而如果要处理的数据如同一张表格，则应定义二维数组来存放。,引用 引用形式：数组名下标下标 如：
14、a03=a12+a23;其元素有两个下标。例：从键盘输入12个数到二维数组中。int a34,i,j;for(i=0;i3;i+)for(j=0;j4;j+)scanf(“%d”,需要用两重循环来控制两个下标的变化。,如果键盘输入的数据是：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,则在数组中如何存放？两个循环换位呢？两个下标换位呢？int a34,i,j;for(i=0;i3;i+)for(j=0;j4;j+)scanf(“%d”,eg7-12-1、eg7-12-2、eg7-12-3,for(j=0;j4;j+)for(i=0;i3;i+)scanf(“%d”,int a43,i,
15、j;for(i=0;i3;i+)for(j=0;j4;j+)scanf(“%d”,例：输入一个表格的数据到二维数组中，并找最 大值所在的位置eg7-13main()int a34,i,j,i1,j1;for(i=0;iai1j1)i1=i;j1=j;printf(“n%d,%d”,i1,j1);,初始化 对二维数组赋初值的几种方法：int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12;int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12;int a34=1,5,9;int a34=1,0,6,0,0,11;int a34=1,5,6;int a34=1,0,9;
16、int a4=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12;int a4=0,0,3,0,9,10;,举例（1）矩阵的基本操作 二维数组的逻辑结构就如同一个矩阵，因此，矩阵操作都可用二维数组实现。,a11 a12 a13 a1na21 a22 a23 a2na31 a32 a33 a3n am1 am2 am3 amn,A=,假定M=3，N=4,求和：#define M 3#define N 4main()int aMN,i,j,s=0;for(i=0;iM;i+)for(j=0;jN;j+)s+=aij;上三角？下三角？主对角线？eg7-14-1、eg7-14-2、eg7-14-3、
17、eg7-14-4、eg7-14-5,for(i=0;iM;i+)for(j=i;jN;j+)s+=aij;,for(i=0;iM;i+)for(j=0;j=i;j+)s+=aij;,for(i=0;iM;i+)for(j=i;j=i;j+)s+=aij;,for(i=0;iM;i+)s+=aii;,1 2 3 45 6 7 89 10 11 12,非方阵转置：aijbji#define M 3#define N 4main()int aMN,bNM,i,j;for(i=0;iM;i+)for(j=0;jN;j+)bji=aij;eg7-15,1 2 3 45 6 7 89 10 11 12,1
18、 5 9 2 6 103 7 114 8 12,方阵转置：aijaji#define M 3main()int aMM,i,j,t;for(i=0;iM;i+)for(j=0;jM;j+)t=aij;aij=aji;aji=t;eg7-16-1、eg7-16-2,1 2 34 5 67 8 9,for(j=i+1;jM;j+),1 2 34 5 67 8 9,1 4 72 5 83 6 9,将矩阵中和值为最大的那一行元素与首行对换。#define M 3#define N 4main()int aMN,i,j,t,s,smax=-32768,row;for(i=0;ismax)smax=s;r
19、ow=i;for(j=0;jN;j+)t=a0j;a0j=arowj;arowj=t;eg7-17,1 5 3 84 6 1 79 2 5 6,9 2 5 64 6 1 71 5 3 8,74 字符数组 用于存放字符的数组称字符数组。字符数组的每一个元素存放一个字符。字符数组的独特之处：（1）字符数组可以看作字符串变量。（2）对字符数组可以进行某些整体操作。（3）有专用的字符串处理函数。,1、将字符数组作为字符串变量 char c10;给c分配10个字节的内存单元。把c看作数组时，按数组元素的形式访问：c0=a;c1=b;c2=c;c3=d;a b c d char c10=a,b,c,d;也
20、属于字符赋初值的形式。,如果把字符序列看作一个整体（字符串），则c就可看作是存放这个字符串的串变量；但必须在字符序列后加上“字符串结束标志”后，才能成为完整的字符串。如：c4=0;或 c4=0;a b c d 0 也可以按字符串形式初始化：char c10=”abcd”;a b c d 0 0 0 0 0 0 char c=”abcd”;分配5个字节 a b c d 0,2、对字符数组的整体操作 对字符数组的有些操作可以整体进行，如输入输出。for(i=0;i10;i+)printf(“%c”,ci);对数组元素操作 printf(“%s”,c);整体操作 注意以上两种操作有区别。可将前者改为
21、：for(i=0;ci!=0;i+)printf(“%c”,ci);,对于输入：for(i=0;i10;i+)scanf(“%c”,不允许eg7-string.c,对于二维字符数组，可以看作是一维的字符串数组。例：从键盘输入10个人的名字到计算机：#define M 20#define N 10 main()int i;char nameNM;10个元素的一维字符串数组 for(i=0;iN;i+)scanf(“%s”,namei);只给一个下标eg7-18,3、字符串处理函数 c语言的函数库中提供了一系列专用于字符串处理的函数，需要时可直接调用。使用字符串处理函数需要包含头文件string.
22、h（1）puts(字符串)用于输出字符串。其中字符串可以是字符串常量，也可以是字符数组。例：eg7-puts.c char str=”China”;puts(str);puts(”China”);两个输出等效,（2）gets(字符数组)用于从键盘输入一个字符串到字符数组中。函数返回字符数组的起始地址。例：eg7-gets.c char str10;gets(str);执行该函数调用时，计算机等待输入字符串,（3）strcat(字符数组,字符串)用于将字符串连接到字符数组的后面。其中字符串可以是字符串常量，也可以是字符数组。例：eg7-strcat.c char a10=”abcd”,b10=”
23、xyz”;strcat(a,b);与strcat(a,”xyz”)等效 puts(a);输出结果是：abcdxyz,（4）strcpy(字符数组,字符串）用于将字符串拷贝到字符数组中。其中字符串可以是字符串常量，也可以是字符数组。例：eg7-strcpy.c char a10,b10=”abcdef”;strcpy(a,b);与strcpy(a,”abcdef”)等效 不能用a=b 赋值 puts(a);输出结果是：abcdef,（5）strcmp(字符串1，字符串2)用于比较两个字符串的大小。比较结果通过函数的返回值体现：字符串1=字符串2时：返回0。字符串1字符串2时：返回一正整数。字符串
24、1字符串2时：返回一负整数。,两个字符串之间谁大谁小取决于最先有差异的两个字符的ASCII代码的大小。如：strcmp(“abcde”,”abcde”);返回0 strcmp(“abcdefgh”,”abcxyz”)；返回负整数 strcmp(“a”,”ABCD”)；返回正整数,例：从键盘输入两个字符串，输出其中大的一个。#include“string.h”main()char a10,b10;gets(a);gets(b);if(strcmp(a,b)0)puts(a);不能用ab else puts(b);eg7-strcmp.c,（6）strlen(字符数组)测试字符串的实际长度（从返回
25、值得到）。（7）strlwr(字符串)将字符串中的大写字母全改为小写字母。（8）strupr(字符串)将字符串中的小写字母全改为大写字母。注意：在使用字符串处理函数时，别忘了将头文件string.h包含进去。eg7-strfuc.c,4、字符串操作举例（1）从键盘输入一字符串到数组a中，再拷贝到数组b中（不用库函数）。eg7-strcpy.c main()char a50,b50;int i;scanf(“%s”,a);for(i=0;ai;i+)bi=ai;bi=0;printf(“%s”,b);,（2）从键盘输入两个字符串到数组a和b中，在将b中的内容连接到a中（不用库函数）。main()char a50,b50;int i,j;scanf(“%s%s”,a,b);for(i=0;ai;i+);for(j=0;bj;j+)ai+=bj;ai=0;printf(“%s”,a);eg7-strcat.c,（3）从键盘输入一字符串，并将其中的大写字母改成小写字母后输出（不用库函数）。main()char a50;int i;scanf(“%s”,a);for(i=0;ai;i+)if(ai=A eg7-strlwr.c,
