C語言程序設計智能工程學院“現(xiàn)場課程”

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一維數(shù)組6.1

二維數(shù)組6.2在C語言中，一維數(shù)組是存儲相同數(shù)據(jù)類型元素的線性集合，需遵循“先定義、后使用”的原則，其核心操作包括定義、引用、初始化及實際應用。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]；類型說明符：指定數(shù)組元素的數(shù)據(jù)類型，可使用int（整型）、float（單精度浮點型）、char（字符型）等基本數(shù)據(jù)類型，或結構體、枚舉等構造數(shù)據(jù)類型。例如floatscore[5]中，float表明數(shù)組score的元素均為單精度浮點數(shù)。數(shù)組名：用戶自定義的標識符，需遵循C語言變量命名規(guī)則（由字母、數(shù)字、下劃線組成，且首字符不能為數(shù)字），且不能與其他變量名重復。例如若已定義inta;，則floata[10];是錯誤的，會導致命名沖突。常量表達式：用于指定數(shù)組元素的個數(shù)（即數(shù)組長度），必須是常量或符號常量，不能是變量。例如：合法定義：#defineLEN5intarr[LEN+3];（符號常量與常量表達式結合）；非法定義：intn=4;intarr[n];（變量n不能用于指定數(shù)組長度）。

6.1一維數(shù)組6.1.1一維數(shù)組的定義

6.1一維數(shù)組6.1.1一維數(shù)組的定義

提示數(shù)組元素類型統(tǒng)一性：同一數(shù)組的所有元素數(shù)據(jù)類型必須相同，例如intnum[6]的6個元素均為整型，無法存儲字符或浮點數(shù)。下標起始規(guī)則：數(shù)組下標從0開始，而非1。例如inta[5]包含的元素是a[0]、a[1]、a[2]、a[3]、a[4]，共5個元素，不存在a[5]。內存分配特性：數(shù)組在內存中占據(jù)連續(xù)存儲空間，數(shù)組名代表存儲區(qū)的首地址（即數(shù)組名==&數(shù)組名[0]），且數(shù)組名是地址常量，不能被賦值或參與運算。例如inta[15]在VisualC++環(huán)境中，每個整型元素占4字節(jié)，數(shù)組總內存大小為4*15=60字節(jié)，元素地址依次為1000（a[0]）、1004（a[1]）……1060（a[14]）。要數(shù)組引用即訪問數(shù)組中的單個元素，通過“數(shù)組名+下標”實現(xiàn)，是數(shù)組操作的基礎。一維數(shù)組的引用格式：數(shù)組名[下標]

提示（1）下標可以是常量或常量表達式，如a[3]，a[3+2]。（2）下標也可以是變量或變量表達式，如a[i]，a[i+j]，a[i++]。（3）引用時，下標值若不是整型，C系統(tǒng)會自動取整，如a[5.3]相當于a[5]。（4）下標值從0開始，而不是從1開始。（5）下標不能越限，即引用時的下標不能超過或等于定義時的下標值，如“inta[10];a[10]=4;”是錯誤的。

6.1一維數(shù)組6.1.2一維數(shù)組的引用【例6-1】輸入10個不同整數(shù)并求最小值?！締栴}分析】這里我們需要10個變量用來存儲這10個整數(shù)，因此，可定義一個整型數(shù)組，包含10個數(shù)組元素。定義一個變量min用來存儲最小值，先將a[0]賦給min，然后將a[1]～a[9]逐個與min進行比較，如小于min，則將值賦給min，最后輸出min的值即為最小值。

6.1一維數(shù)組6.1.2一維數(shù)組的引用【參考代碼】#include<stdio.h>intmain(){inta[10];//定義存儲10個整數(shù)的數(shù)組inti,min;//輸入10個整數(shù)for(i=0;i<=9;i++){scanf("%d",&a[i]);//逐個引用數(shù)組元素賦值}//輸出10個整數(shù)for(i=0;i<=9;i++){printf("%4d",a[i]);//逐個引用數(shù)組元素輸出}//求最小值min=a[0];//初始化為第一個元素for(i=1;i<=9;i++){if(min>a[i]){min=a[i];//引用元素比較并更新最小值}}printf("\n最小值為%d\n",min);return0;}

6.1一維數(shù)組6.1.2一維數(shù)組的引用【運行結果】程序運行結果如圖所示?！境绦蛘f明】由于不能對數(shù)組整體進行（讀取）操作，只能對數(shù)組的元素進行操作，因此，如果要輸入或輸出a[0]到a[9]的所有數(shù)據(jù)，需要用到循環(huán)語句，讓循環(huán)變量從0到9循環(huán)，從而輸入或輸出數(shù)組中的每個數(shù)。

6.1一維數(shù)組6.1.2一維數(shù)組的引用數(shù)組初始化是在定義數(shù)組時直接為元素賦初值，可減少程序運行時的賦值操作，提升效率，初始化在編譯階段完成。初始化格式：類型說明符

數(shù)組名[常量表達式]={數(shù)值1,數(shù)值2,...,數(shù)值n};初始化規(guī)則：（1）部分元素初始化：若{}中數(shù)值個數(shù)少于數(shù)組長度，未賦值元素自動為0（整型數(shù)組）、0.0（浮點型數(shù)組）或'\0'（字符數(shù)組）。例如inta[5]={1,2,3};，則a[0]=1、a[1]=2、a[2]=3、a[3]=0、a[4]=0。（2）禁止整體賦值：不能直接給數(shù)組整體賦單一值，需逐個指定元素值。例如inta[5]=1;是錯誤的，正確寫法為inta[5]={1,1,1,1,1};。（3）省略長度初始化：若{}中包含全部元素的初值，可省略數(shù)組長度，系統(tǒng)會根據(jù)數(shù)值個數(shù)自動確定長度。例如inta[]={1,2,3,4};，數(shù)組a的長度為4。（4）如果花括號{}中數(shù)值的個數(shù)多于數(shù)組元素的個數(shù)，編譯時將提示語法錯誤。數(shù)值個數(shù)限制：{}中數(shù)值個數(shù)不能超過數(shù)組長度，否則編譯報錯。例如inta[3]={1,2,3,4};是非法的。

6.1一維數(shù)組6.1.3一維數(shù)組的初始化【例6-2】生成斐波那契數(shù)列前10項?！締栴}分析】根據(jù)題意，以f[n]表示第n項，其規(guī)律為f[n]=f[n-2]+f[n-1]，如此構成的數(shù)列為：f[0]=1,f[1]=1,f[2]=2,f[3]=3,…,f[n]=f[n-2]+f[n-1]。

6.1一維數(shù)組6.1.4一維數(shù)組應用舉例【參考代碼】#include<stdio.h>intmain(){intf[10],i;f[0]=1;f[1]=1;//初始化前兩項for(i=2;i<10;i++){f[i]=f[i-1]+f[i-2];//計算后續(xù)項}//輸出（每5項換行）for(i=0;i<10;i++){if(i%5==0)printf("\n");printf("%6d",f[i]);}return0;}

6.1一維數(shù)組6.1.4一維數(shù)組應用舉例【運行結果】程序運行結果如圖所示?！境绦蛘f明】很多數(shù)列問題都可以用類似于上述計算斐波納契數(shù)列的方法，用數(shù)組來進行存儲和計算。

6.1一維數(shù)組6.1.4一維數(shù)組應用舉例【例6-3】給定任意n個整數(shù)，按由小到大次序對其進行排序，并輸出結果?！締栴}分析】排序方法有很多，如交換排序法、冒泡排序法、選擇排序法、插入排序法等，本例將采用常用的冒泡法來實現(xiàn)。

6.1一維數(shù)組6.1.4一維數(shù)組應用舉例冒泡排序（BubbleSort）是一種簡單的交換排序算法，核心思想是通過相鄰元素兩兩比較，將較大的元素逐步“冒泡”到數(shù)組末尾，每完成一輪循環(huán)，就確定一個最大元素的最終位置。經(jīng)過n-1輪循環(huán)（n為元素個數(shù)），即可實現(xiàn)數(shù)組的升序排序。以數(shù)組arr[5]={8,3,1,5,2}（n=5）為例，升序排序的具體過程如下：第1輪循環(huán)（確定最大元素8的位置）：比較arr[0]與arr[1]（8和3）：8>3，交換

→

數(shù)組變?yōu)閧3,8,1,5,2}比較arr[1]與arr[2]（8和1）：8>1，交換

→

數(shù)組變?yōu)閧3,1,8,5,2}比較arr[2]與arr[3]（8和5）：8>5，交換

→

數(shù)組變?yōu)閧3,1,5,8,2}比較arr[3]與arr[4]（8和2）：8>2，交換

→

數(shù)組變?yōu)閧3,1,5,2,8}結果：最大元素8移動到末尾（arr[4]），后續(xù)循環(huán)無需再處理arr[4]。

6.1一維數(shù)組6.1.4一維數(shù)組應用舉例第2輪循環(huán)（確定次大元素5的位置）：比較arr[0]與arr[1]（3和1）：3>1，交換

→{1,3,5,2,8}比較arr[1]與arr[2]（3和5）：3<5，不交換比較arr[2]與arr[3]（5和2）：5>2，交換

→{1,3,2,5,8}結果：次大元素5移動到arr[3]，后續(xù)循環(huán)無需處理arr[3]。第3輪循環(huán)（確定第三大元素3的位置）：比較arr[0]與arr[1]（1和3）：1<3，不交換比較arr[1]與arr[2]（3和2）：3>2，交換

→{1,2,3,5,8}結果：第三大元素3移動到arr[2]，后續(xù)循環(huán)無需處理arr[2]。第4輪循環(huán)（確定第四大元素2的位置）：比較arr[0]與arr[1]（1和2）：1<2，不交換結果：第四大元素2位置確定（arr[1]），剩余arr[0]自然是最小元素。

6.1一維數(shù)組6.1.4一維數(shù)組應用舉例#include<stdio.h>intmain(){intn;//存儲整數(shù)的個數(shù)inti,j,temp;//i：控制循環(huán)輪數(shù)；j：控制每輪比較次數(shù)；temp：交換元素的臨時變量//1.輸入整數(shù)的個數(shù)n（需確保n≥1，否則無排序意義）printf("請輸入整數(shù)的個數(shù)n：");scanf("%d",&n);if(n<=0){printf("輸入的個數(shù)無效，請輸入正整數(shù)！\n");return1;//異常退出，返回非0值表示程序出錯}//2.定義數(shù)組并輸入n個整數(shù)intarr[n];printf("請輸入%d個整數(shù)（用空格分隔）：\n",n);for(i=0;i<n;i++){scanf("%d",&arr[i]);//逐個輸入整數(shù)到數(shù)組}

【參考代碼】

6.1一維數(shù)組6.1.4一維數(shù)組應用舉例//3.冒泡排序核心邏輯（升序）for(i=0;i<n-1;i++){//外層循環(huán)：控制總輪數(shù)（n-1輪）//內層循環(huán)：控制每輪比較次數(shù)（第i輪比較n-1-i次，末尾i個元素已排好序）for(j=0;j<n-1-i;j++){if(arr[j]>arr[j+1]){//若前一個元素>后一個元素，交換兩者temp=arr[j];arr[j]=arr[j+1];arr[j+1]=temp;}}}//4.輸出排序后的結果printf("按從小到大排序后的結果：\n");for(i=0;i<n;i++){printf("%d",arr[i]);//逐個輸出排序后的數(shù)組元素}printf("\n");return0;}

6.1一維數(shù)組6.1.4一維數(shù)組應用舉例【運行結果】程序運行結果如圖所示?！境绦蛘f明】輸入或者輸出數(shù)組中的元素需要用循環(huán)語句逐個輸入或輸出。

6.1一維數(shù)組6.1.4一維數(shù)組應用舉例二維數(shù)組可理解為“數(shù)組的數(shù)組”，元素按“行優(yōu)先”連續(xù)存儲，適用于存儲表格、矩陣等二維數(shù)據(jù)（如學生多門課程成績、矩陣運算）。二維數(shù)組的定義與一維數(shù)組相似，其一般形式為：類型說明符數(shù)組名[常量表達式1][常量表達式2];常量表達式1：表示“行數(shù)”，常量表達式2：表示“列數(shù)”，總元素個數(shù)=行數(shù)

×

列數(shù)。示例：intmat[2][3]表示2行3列的整型矩陣，共2×3=6個元素，分別是：mat[0][0]、mat[0][1]、mat[0][2]（第1行），mat[1][0]、mat[1][1]、mat[1][2]（第2行）。內存存儲規(guī)則：二維數(shù)組在內存中按“行優(yōu)先”線性存儲（先存完第1行，再存第2行）。例如intmat[2][3]的存儲順序：mat[0][0]→mat[0][1]→mat[0][2]→mat[1][0]→mat[1][1]→mat[1][2]

6.2二維數(shù)組6.2.1二維數(shù)組的定義同一維數(shù)組一樣，二維數(shù)組也要先定義后引用。其引用的格式為：數(shù)組名[下標1][下標2]需同時指定行和列下標，且均不能越界。示例：mat[1][2]表示訪問第2行第3列的元素（行/列下標均從0開始），若mat[2][3]中引用mat[2][1]，則行下標越界（合法行下標0~1）。

6.2二維數(shù)組6.2.2二維數(shù)組的引用二維數(shù)組初始化有“整體賦值”和“按行賦值”兩種方式，推薦按行賦值（結構清晰，不易出錯），二維數(shù)組的初始化有兩種方法：（1）整體賦值：類型說明符

數(shù)組名[行數(shù)][列數(shù)]={值1,值2,...,值n};（按行優(yōu)先順序賦值），例如：intx[2][3]={1,2,3,4,5,6};初始化結果是：x[0][0]=1，x[0][1]=2，x[0][2]=3，x[1][0]=4，x[1][1]=5，x[1][2]=6。（2）按行賦值：類型說明符

數(shù)組名[行數(shù)][列數(shù)]={{行1值1,行1值2},{行2值1,行2值2},...};（每行初值用{}包裹）。例如：定義了二維數(shù)組x[2][3]，可以把數(shù)組x看成是具有兩個元素的一維數(shù)組，其元素是x[0]和x[1]；而每個元素x[0]和x[1]又都是具有三個元素的一維數(shù)組；如圖所示。因此，二維數(shù)組的初始化也可以分解成多個一維數(shù)組的初始化，例如：intx[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}};

6.2二維數(shù)組6.2.3二維數(shù)組的的初始化

名師點睛對于二維數(shù)組的初始化賦值還有以下幾點說明：（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：intx[2][2]={{1},{2}};表示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：x[0][0]=1，x[0][1]=0，x[1][0]=2，x[1][1]=0。（2）如果對全部元素賦初值，第一維長度可以不給出。例如，二維數(shù)組x[2][3]的初始化過程可寫成：intx[][3]={1,2,3,4,5,6};系統(tǒng)會根據(jù)數(shù)據(jù)總個數(shù)和第二維的長度計算出第一維的長度。數(shù)組總共有6個元素，每行3列，顯然可以確定行數(shù)為2。

6.2二維數(shù)組6.2.3二維數(shù)組的的初始化【例6-4】求一個3*3矩陣的兩條對角線元素之和（注意：兩條對角線交叉點處的元素只計算一次）?！締栴}分析】利用雙重for循環(huán)控制輸入二維數(shù)組，將兩個下標一致的元素（即其中一條對角線上的元素）累加到result1；將兩個下標不一致、但它們的和等于2的元素（即另一條對角線上并不在交叉點處的元素）累加到result2，最后將result1、result2相加得到最后的結果并輸出。

6.2二維數(shù)組6.2.4二維數(shù)組應用舉例【參考代碼】#include<stdio.h>intmain(){ inta[3][3]; /*定義3*3矩陣*/ inti,j,sum,result1=0,result2=0; /*定義變量*/ for(i=0;i<3;i++) /*外循環(huán)*/ { printf("輸入一行:"); /*輸出提示信息*/ for(j=0;j<3;j++) /*內循環(huán)*/ { scanf("%d",&a[i][j]); /*逐行輸入矩陣*/ if(i==j) /*如下標相同，則累加到result1*/ result1+=a[i][j]; if(i+j==2&&i!=j) /*如下標不同且和為2，則累加到result2*/ result2+=a[i][j]; } } sum=result1+result2; /*將result1和result2相加*/ printf("sum=%d\n",sum); /*輸出結果*/}

6.2二維數(shù)組6.2.4二維數(shù)組應用舉例【運行結果】程序運行結果如圖所示。

6.2二維數(shù)組6.2.4二維數(shù)組應用舉例【例6-5】一個學習小組有6個人，每個人有3門課（數(shù)學、語文和英語）的考試成績，如表所示。求每門課的平均分和每個人的平均分。課程王笑李鵬吳欣張平趙明張曉娜數(shù)學859384859586語文7995958010098英語809193759790【問題分析】可設一個二維數(shù)組a[3][6]存放6個人3門課的成績。再設一個一維數(shù)組v[3]存放每門課的平均分，設一