《C語言完全教程》第五章 數組

第五章 數組

數組在程序設計中，為了處理方便， 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據元素的集合稱為數組。在Ｃ語言中， 數組屬于構造數據類型。一個數組可以分解為多個數組元素，這些數組元素可以是基本數據類型或是構造類型。因此按數組元素的類型不同，數組又可分為數值數組、字符數組、指針數組、結構數組等各種類別。

　　本章介紹數值數組和字符數組，其余的在以后各章陸續介紹。數組類型說明 在Ｃ語言中使用數組必須先進行類型說明。 數組說明的一般形
式為： 類型說明符 數組名 [常量表達式]，……； 其中，類型說明符是任一種基本數據類型或構造數據類型。 數組名是用戶定義的數組標識符。 方括號中的常量表達式表示數據元素的個數，也稱為數組的長度。
例如：
int a[10]; 說明整型數組a，有10個元素。
float b[10],c[20]; 說明實型數組b，有10個元素，實型數組c，有20個元素。
char ch[20]; 說明字符數組ch，有20個元素。

對于數組類型說明應注意以下幾點：
1.數組的類型實際上是指數組元素的取值類型。對于同一個數組，其所有元素的數據類型都是相同的。
2.數組名的書寫規則應符合標識符的書寫規定。
3.數組名不能與其它變量名相同，例如：
void main()
{
int a;
float a[10];
……
}
是錯誤的。
4.方括號中常量表達式表示數組元素的個數，如a[5]表示數組a有5個元素。但是其下標從0開始計算。因此5個元素分別為a[0],a[1],a[2],a[3],a[4]。
5.不能在方括號中用變量來表示元素的個數， 但是可以是符號常數或常量表達式。例如：
#define FD 5
void main()
{
int a[3+2],b[7+FD];
……
}
是合法的。但是下述說明方式是錯誤的。
void main()
{
int n=5;
int a[n];
……
}
6.允許在同一個類型說明中，說明多個數組和多個變量。
例如： int a,b,c,d,k1[10],k2[20];

數組元素的表示方法

　　數組元素是組成數組的基本單元。數組元素也是一種變量， 其標識方法為數組名后跟一個下標。 下標表示了元素在數組中的順序號。數組元素的一般形式為： 數組名[下標] 其中的下標只能為整型常量或整型表達式。如為小數時，C編譯將自動取整。例如，a[5],a[i+j],a[i++]都是合法的數組元素。 數組元素通常也稱為下標變量。必須先定義數組， 才能使用下標變量。在Ｃ語言中只能逐個地使用下標變量， 而不能一次引用整個數組。 例如，輸出有10 個元素的數組必須使用循環語句逐個輸出各下標變量：
for(i=0; i<10; i++)　　printf(“%d”,a[i]); 而不能用一個語句輸出整個數組，下面的寫法是錯誤的： printf(“%d”,a);
void main()
{
int i,a[10];
for(i=0;i<10;)
a[i++]=2*i+1;
for(i=9;i>=0;i–)
printf(“%d”,a[i]);
printf(“n%d %dn”,a[5.2],a[5.8]);} for(i=0;i<10;)
a[i++]=2*i+1; for(i=9;i>=0;i–)
printf(“%d”,a[i]); printf(“n%d %dn”,a[5.2],a[5.8]);
　　 本例中用一個循環語句給a數組各元素送入奇數值，然后用第二個循環語句從大到小輸出各個奇數。在第一個 for語句中，表達式3省略了。在下標變量中使用了表達式i++，用以修改循環變量。當然第二個for語句也可以這樣作， Ｃ語言允許用表達式表示下標。 程序中最后一個printf語句輸出了兩次a[5]的值， 可以看出當下標不為整數時將自動取整。數組的賦值給數組賦值的方法除了用賦值語句對數組元素逐個賦值外， 還可采用初始化賦值和動態賦值的方法。數組初始化賦值數組初始化賦值是指在數組說明時給數組元素賦予初值。 數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： static 類型說明符 數組名[常量表達式]={值，值……值}； 其中static表示是靜態存儲類型， Ｃ語言規定只有靜態存儲數組和外部存儲數組才可作初始化賦值(有關靜態存儲，外部存儲的概念在第五章中介紹)。在{ }中的各數據值即為各元素的初值， 各值之間用逗號間隔。例如： static int a[10]={ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 }; 相當于a[0]=0;a[1]=1…a[9]=9;

　　Ｃ語言對數組的初始賦值還有以下幾點規定：
1.可以只給部分元素賦初值。當{ }中值的個數少于元素個數時，只給前面部分元素賦值。例如： static int a[10]={0,1,2,3,4};表示只給a[0]～a[4]5個元素賦值，而后5個元素自動賦0值。
2.只能給元素逐個賦值，不能給數組整體賦值。 例如給十個元素全部賦1值，只能寫為： static int a[10]={1,1,1,1,1,1,1,1,1,1};而不能寫為： static int a[10]=1;
3.如不給可初始化的數組賦初值，則全部元素均為0值。
4.如給全部元素賦值，則在數組說明中， 可以不給出數組元素的個數。例如： static int a[5]={1,2,3,4,5};可寫為： static int a[]={1,2,3,4,5};動態賦值可以在程序執行過程中，對數組作動態賦值。 這時可用循環語句配合scanf函數逐個對數組元素賦值。
void main()
{
int i,max,a[10];
printf(“input 10 numbers:n”);
for(i=0;i<10;i++)
scanf(“%d”,&a[i]);
max=a[0];
for(i=1;i<10;i++)
if(a[i]>max) max=a[i];
printf(“maxmum=%dn”,max);
}
for(i=0;i<10;i++)
scanf(“%d”,&a[i]);
max=a[0];
for(i=1;i<10;i++)
if(a[i]>max) max=a[i];
printf(“maxmum=%dn”,max);
　　 本例程序中第一個for語句逐個輸入10個數到數組a中。 然后把a[0]送入max中。在第二個for語句中，從a[1]到a[9]逐個與max中的內容比較，若比max的值大，則把該下標變量送入max中，因此max總是在已比較過的下標變量中為最大者。比較結束，輸出max的值。
void main()
{
int i,j,p,q,s,a[10];
printf(“n input 10 numbers:n”);
for(i=0;i<10;i++)
scanf(“%d”,&a[i]);
for(i=0;i<10;i++){
p=i;q=a[i];
for(j=i+1;j<10;j++)
if(q<a[j]) { p=j;q=a[j]; }
if(i!=p)
{s=a[i];
a[i]=a[p];
a[p]=s; }
printf(“%d”,a[i]);
}
}
for(i=0;i<10;i++)
scanf(“%d”,&a[i]);
for(i=0;i<10;i++){
p=i;q=a[i];
for(j=i+1;j<10;j++)
if(q<a[j]) { p=j;q=a[j]; }
if(i!=p)
{ s=a[i];
a[i]=a[p];
a[p]=s; }
printf(“%d”,a[i]);
}
　　 本例程序中用了兩個并列的for循環語句，在第二個for 語句中又嵌套了一個循環語句。第一個for語句用于輸入10個元素的初值。第二個for語句用于排序。本程序的排序采用逐個比較的方法進行。在i次循環時，把第一個元素的下標i賦于p，而把該下標變量值a[i]賦于q。然后進入小循環，從a[i+1]起到最后一個元素止逐個與a[i]作比較，有比a[i]大者則將其下標送p，元素值送q。 一次循環結束后，p即為最大元素的下標，q則為該元素值。若此時i≠p，說明p,q值均已不是進入小循環之前所賦之值，則交換a[i]和a[p]之值。 此時a[i]為已排序完畢的元素。輸出該值之后轉入下一次循環。對i+1以后各個元素排序。

二維數組

　　前面介紹的數組只有一個下標，稱為一維數組， 其數組元素也稱為單下標變量。在實際問題中有很多量是二維的或多維的， 因此Ｃ語言允許構造多維數組。多維數組元素有多個下標， 以標識它在數組中的位置，所以也稱為多下標變量。 本小節只介紹二維數組，多維數組可由二維數組類推而得到。二維數組類型說明二維數組類型說明的一般形式是：
類型說明符 數組名[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。例如：
int a[3][4]; 說明了一個三行四列的數組，數組名為a，其下標變量的類型為整型。該數組的下標變量共有3×4個，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]
　　 二維數組在概念上是二維的，即是說其下標在兩個方向上變化， 下標變量在數組中的位置也處于一個平面之中， 而不是象一維數組只是一個向量。但是，實際的硬件存儲器卻是連續編址的， 也就是說存儲器單元是按一維線性排列的。 如何在一維存儲器中存放二維數組，可有兩種方式：一種是按行排列， 即放完一行之后順次放入第二行。另一種是按列排列， 即放完一列之后再順次放入第二列。在Ｃ語言中，二維數組是按行排列的。 在圖4.1中，按行順次存放，先存放a[0]行，再存放a[1]行，最后存放a[2]行。每行中有四個元素也是依次存放。由于數組a說明為
int類型，該類型占兩個字節的內存空間，所以每個元素均占有兩個 字節(圖中每一格為一字節)。

二維數組元素的表示方法

　　二維數組的元素也稱為雙下標變量，其表示的形式為： 數組名[下標][下標] 其中下標應為整型常量或整型表達式。例如： a[3][4] 表示a數組三行四列的元素。下標變量和數組說明在形式中有些相似，但這兩者具有完全不同的含義。 數組說明的方括號中給出的是某一維的長度，即可取下標的最大值； 而數組元素中的下標是該元素在數組中的位置標識。前者只能是常量， 后者可以是常量，變量或表達式。
一個學習小組有5個人，每個人有三門課的考試成績。求全組分科的平均成績和各科總平均成績。
課程 成績姓名 Math　C　DBASE
張　　　　　　80　　75　92
王　　　　　　61　　65　71
李　　　　　　59　　63　70
趙　　　　　　85　　87　90
周　　　　　　76　　77　85
　　 可設一個二維數組a[5][3]存放五個人三門課的成績。再設一個一維數組v[3]存放所求得各分科平均成績，設變量l為全組各科總平均成績。編程如下：
void main()
{
int i,j,s=0,l,v[3],a[5][3];
printf(“input scoren”);
for(i=0;i<3;i++){
for(j=0;j<5;j++)
{ scanf(“%d”,&a[j][i]);
s=s+a[j][i];}
v[i]=s/5;
s=0;
}
l=(v[0]+v[1]+v[2])/3;
printf(“math:%dnc languag:%dndbase:%dn”,v[0],v[1],v[2]);
printf(“total:%dn”,l);
} for(i=0;j<3;i++)
for(j=0;j<5;j++)
{ scanf(“%d”,&a[j][i]);
s=s+a[j][i];}
v[i]=s/5;
s=0;
}
l=(v[0]+v[1]+v[2])/3;
　　 程序中首先用了一個雙重循環。 在內循環中依次讀入某一門課程的各個學生的成績，并把這些成績累加起來， 退出內循環后再把該累加成績除以5送入v[i]之中，這就是該門課程的平均成績。外循環共循環三次，分別求出三門課各自的平均成績并存放在v數組之中。退出外循環之后，把v[0],v[1],v[2]相加除以3即得到各科總平均成績。最后按題意輸出各個成績。

二維數組的初始化
　　 二維數組初始化也是在類型說明時給各下標變量賦以初值。 二維數組可按行分段賦值，也可按行連續賦值。 例如對數組a[5][3]：
1.按行分段賦值可寫為static int a[5][3]={ {80,75,92},{61,65,71},{59,63,70},{85,87,90},{76,77,85} };
2.按行連續賦值可寫為static int a[5][3]={ 80,75,92,61,65,71,59,63,70,85,87,90,76,77,85 };
　　 這兩種賦初值的結果是完全相同的。
void main()
{
int i,j,s=0,l,v[3];
static int a[5][3]={ {80,75,92},{61,65,71},{59,63,70},
{85,87,90},{76,77,85} };
for(i=0;i<3;i++)
{ for(j=0;j<5;j++)
s=s+a[j][i];
v[i]=s/5;
s=0;
}
l=(v[0]+v[1]+v[2])/3;
printf(“math:%dnc languag:%dndbase:%dn”,v[0],v[1],v[2]);
printf(“total:%dn”,l);
}
　　 對于二維數組初始化賦值還有以下說明：
1.可以只對部分元素賦初值，未賦初值的元素自動取0值。
例如： static int a[3][3]={{1},{2},{3}}; 是對每一行的第一列元素賦值，未賦值的元素取0值。 賦值后各元素的值為： 1 0 02 0 03 0 0
static int a [3][3]={{0,1},{0,0,2},{3}}; 賦值后的元素值為 0 1 00 0 23 0 0
2.如對全部元素賦初值，則第一維的長度可以不給出。
例如： static int a[3][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9}; 可以寫為：static int a[][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
　　 數組是一種構造類型的數據。 二維數組可以看作是由一維數組的嵌套而構成的。設一維數組的每個元素都又是一個數組， 就組成了二維數組。當然，前提是各元素類型必須相同。根據這樣的分析，一個二維數組也可以分解為多個一維數組。 Ｃ語言允許這種分解有二維數組a[3][4]，可分解為三個一維數組，其數組名分別為a[0],a[1],a[2]。對這三個一維數組不需另作說明即可使用。這三個一維數組都有4個元素，例如：一維數組a[0]的元素為a[0][0],a[0][1],a[0][2],a[0][3]。必須強調的是，a[0],a[1],a[2]不能當作下標變量使用，它們是數組名，不是一個單純的下標變量。

字符數組

　　用來存放字符量的數組稱為字符數組。 字符數組類型說明的形式與前面介紹的數值數組相同。例如： char c[10]; 由于字符型和整型通用，也可以定義為int c[10]但這時每個數組元素占2個字節的內存單元。字符數組也可以是二維或多維數組，例如： char c[5][10];即為二維字符數組。 字符數組也允許在類型說明時作初始化賦值。例如： static char c[10]={`c`,` `,`p`,`r`,o`,g`,r`,`a`,`m`};賦值后各元素的值為： 數組C c[0]c[1]c[2]c[3]c[4]c [5]c[6]c[7]c[8]c[9]其中c[9]未賦值，由系統自動賦予0值。 當對全體元素賦初值時也可以省去長度說明。例如： static char c[]={`c`,` `,`p`,`r`,`o`,`g`,`r`,`a`,`m`};這時C數組的長度自動定為9。
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[i][j]);
printf(“n”);
}
}
　　 本例的二維字符數組由于在初始化時全部元素都賦以初值， 因此一維下標的長度可以不加以說明。字符串在Ｃ語言中沒有專門的字符串變量， 通常用一個字符數組來存放一個字符串。在2.1.4節介紹字符串常量時，已說明字符串總是以’