3- 利用數(shù)組處理同類型的批量數(shù)據(jù)

教學(xué)內(nèi)容： 第1章：C語言語法基礎(chǔ)第2章：C程序設(shè)計基礎(chǔ)第3章：利用數(shù)組處理同類型的批量數(shù)據(jù)第4章：利用函數(shù)實現(xiàn)模塊化程序設(shè)計第5章：靈活使用指針第6章：結(jié)構(gòu)體、共用體、枚舉類型及其應(yīng)用第7章：常用的三種線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第8章：利用文件進行數(shù)據(jù)管理第9章：嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)實踐方法C語言程序設(shè)計【學(xué)習(xí)內(nèi)容】3.1一維數(shù)組

3.2二維數(shù)組

3.3字符數(shù)組 第3章利用數(shù)組處理同類型的批量數(shù)據(jù)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．掌握數(shù)組的定義、初始化和引用的方法；

2.能利用數(shù)組解決實際問題，了解數(shù)組在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用；

3．理解并掌握冒泡排序算法和選擇排序算法；

4．掌握字符數(shù)組的輸入輸出方法以及字符串處理函數(shù)的應(yīng)用方法。

在C語言中，數(shù)據(jù)類型除了基本類型（整型、實型、字符型），還有構(gòu)造類型，包括數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、共用體和枚舉類型。其中，數(shù)組是將相同類型的若干數(shù)據(jù)按序組合在一起，即數(shù)組是有序同類型數(shù)據(jù)的集合。

思考：若用基本數(shù)據(jù)類型，如何解決20個整型數(shù)據(jù)的存放問題？第3章利用數(shù)組處理同類型的批量數(shù)據(jù)3.1一維數(shù)組3.1.1定義一維數(shù)組的方法數(shù)組和變量一樣，要先定義后使用。定義一維數(shù)組的形式：類型標(biāo)識符數(shù)組名[常量表達式];說明：（1）類型標(biāo)識符可以是基本類型或

構(gòu)造類型。（2）常量表達式表示數(shù)據(jù)元素的個數(shù)，也稱為數(shù)組長度。

例如：

inta[10];

該數(shù)組有10個整型元素：a[0]~a[9]。

元素編號是從0開始。C語言規(guī)定，數(shù)組名可以代表數(shù)組的首地址（數(shù)組首元素a[0]的地址）。

系統(tǒng)為數(shù)組a分配連續(xù)的10個整型內(nèi)存空間，用來存儲10個數(shù)組元素。3.1一維數(shù)組3.1.2一維數(shù)組的初始化

在定義數(shù)組時，對數(shù)組元素賦初值。初值用{}括起來，初值之間用逗號隔開。（1）對全部元素賦初值

inta[5]={1,2,3,4,5};

（2）對部分元素賦初值

inta[5]={1,2,3};

注意：初值個數(shù)不能超過指定的元素個數(shù)。

此時，也可寫成：

inta[]={1,2,3,4,5};inta[5]={1,2,3,4,5,6};

在定義數(shù)組之后，不能一次性對整個數(shù)組的所有元素賦值，而只能對每個元素逐個賦值。例如：inta[5];//定義數(shù)組a[5]={1,3,5,7,9};

//錯誤a[0]=1;a[1]=3;a[2]=5;a[3]=7;a[4]=9;//正確//錯誤

結(jié)果：a[0]=1，a[1]=2，a[2]=3，a[3]=4，a[4]=5

結(jié)果：a[0]=1，a[1]=2，a[2]=3，a[3]=0，a[4]=0

3.1一維數(shù)組3.1.3一維數(shù)組元素的引用C語言規(guī)定，只能引用某個數(shù)組元素而不能一次引用整個數(shù)組的全部元素。

一維數(shù)組元素的引用形式：數(shù)組名[下標(biāo)]

下標(biāo)就是數(shù)組元素的編號。

【例3.1】一維數(shù)組元素的引用：將一組數(shù)據(jù)倒序輸出。#include<stdio.h>intmain(void){inti,a[10];

for(i=0;i<=9;i++)

a[i]=i;

for(i=9;i>=0;i--)

printf("%d",a[i]);

printf("\n");}

將數(shù)組和循環(huán)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，可有效處理同類型的批量數(shù)據(jù)，大大提高工作效率。3.1一維數(shù)組3.1.4一維數(shù)組的應(yīng)用

一維數(shù)組廣泛應(yīng)用于對多個同類型的數(shù)據(jù)進行存取、排序等操作的場合。用一維數(shù)組還可構(gòu)造出軟件設(shè)計中常用的堆棧、隊列等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?！纠?.4】對n個數(shù)進行排序（由小到大）。

由于是對多個數(shù)進行排序，自然會想到利用數(shù)組來保存和管理參與排序的多個數(shù)據(jù)。排序算法有多種，在此只介紹冒泡排序法。

在嵌入式軟件設(shè)計中，一維數(shù)組可用于數(shù)碼管顯示的筆形碼、鍵盤的鍵碼等編碼的存取。3.1一維數(shù)組用冒泡法對5個數(shù)（如：9、7、5、8、0）進行由小到大排序的過程：9758075988900975805787809708975975895780第1次9579第2次第3次第4次第1次7570第1次第2次第3次7570050550第1次第2次a[0]a[1]a[2]a[3]a[4]第1輪第2輪第3輪第4輪3.1.4一維數(shù)組的應(yīng)用冒泡排序法的思路：從第1個數(shù)開始，和下鄰數(shù)比較，小數(shù)上浮，大數(shù)下沉?！纠?.4】對n個數(shù)進行排序（由小到大）。

3.1一維數(shù)組3.1.4一維數(shù)組的應(yīng)用冒泡排序法的思路：從第1個數(shù)開始，和下鄰數(shù)比較，小數(shù)上浮，大數(shù)下沉。【例3.4】對n個數(shù)進行排序（由小到大）。

3.1一維數(shù)組3.1.4一維數(shù)組的應(yīng)用【例3.4】對n個數(shù)進行排序（由小到大）。

swap_flag=1;

若參與排序的多個數(shù)據(jù)在某輪比較前，恰好已經(jīng)按照由小到大排序，則上述程序有無需要改進之處？swap_flag=0;//交換標(biāo)志：0-無交換，1-有交換

if(swap_flag==0)break;//若本輪無交換，則結(jié)束比較

#defineN5

//宏定義參與排序的數(shù)據(jù)個數(shù)inta[N];

//存放待排序的一組數(shù)據(jù)inti,j,t;

for(i=1;i<N;i++)

//N個數(shù)，共需比較N-1輪{

for(j=0;j<N-i;j++)//第i輪需要比較N-i次{if(a[j]>a[j+1])

//依次比較兩個相鄰的數(shù)，將大數(shù)放后面{ t=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=t;

//交換

}}

},swap_flag;3.1一維數(shù)組3.1.4一維數(shù)組的應(yīng)用練習(xí)：【例3.2】輸入一個整數(shù)，輸出該整數(shù)從高位到低位的各位數(shù)字?！纠?.3】輸入若干名學(xué)生的成績，輸出成績單，并統(tǒng)計輸出最高分、最低分和平均分?！纠?.4】利用選擇排序法對n個數(shù)進行排序。

并且對冒泡排序法和選擇排序法進行比較。3.2二維數(shù)組

我們可用1個一維數(shù)組存放1名同學(xué)的語文、數(shù)學(xué)、英語3門課的成績，而如何存放多名同學(xué)的語文、數(shù)學(xué)、英語3門課成績呢？在C語言中，可用二維數(shù)組解決此類問題。在嵌入式軟件設(shè)計中，二維數(shù)組可用于點陣顯示碼、液晶顯示碼等編碼的存取。3.2二維數(shù)組3.2.1定義二維數(shù)組的方法定義二維數(shù)組的一般形式：

類型標(biāo)識符數(shù)組名[常量表達式1][常量表達式2];其中，常量表達式1表示行數(shù)，常量表達式2表示的列數(shù)。例如：

inta[3][4];//定義3行4列的整型數(shù)組，共有3×4個元素

每個元素的編號：系統(tǒng)會為數(shù)組a分配連續(xù)的12個整型內(nèi)存空間，用來存儲12個數(shù)組元素。

在C語言中，二維數(shù)組中元素排列的順序是按“行”存放的，即在內(nèi)存中先順序存放第1行的元素；

再順序存放第2行的元素；

最后順序存放第3行的元素。3.2二維數(shù)組3.2.1定義二維數(shù)組的方法

它有3個行元素：a[0]、a[1]、a[2]，而每個行元素又是一個包含4個列元素的一維數(shù)組，此時把a[0]、a[1]、a[2]看作一維數(shù)組名。例如第一行元素：a[0][0]a[0][1]a[0][2]a[0][3]C語言中，又可以把二維數(shù)組a看作是一個特殊的一維數(shù)組。3.2二維數(shù)組3.2.2二維數(shù)組的初始化在定義二維數(shù)組時，對其元素初始化賦值。（1）分行給二維數(shù)組賦初值（一行對應(yīng)一個花括號）例如：inta[3][4]={{1,2,3,4},

{5,6,7,8},

{9,10,11,12}};

（2）將所有數(shù)據(jù)寫在一個花括號內(nèi)，按順序給元素賦初值例如：inta[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};

效果與第（1）種方法相同。但不如第（1）種方法直觀。（4）對全部元素都賦初值時，行數(shù)可以不指定，但列數(shù)不能省略。

例如：inta[][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};（3）可只給部分元素賦初值。例如：inta[3][4]={{1},{5},{9}};

注意：在定義二維數(shù)組之后，不能一次性對整個數(shù)組的所有元素賦值，而只能對數(shù)組的每個元素逐個賦值。例如：inta[3][4];//定義數(shù)組a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};

//錯誤3.2二維數(shù)組3.2.3二維數(shù)組元素的引用C語言規(guī)定，只能引用某個數(shù)組元素而不能一次引用整個數(shù)組的全部元素。

二維數(shù)組元素的引用形式：數(shù)組名[下標(biāo)][下標(biāo)]

下標(biāo)就是數(shù)組元素的編號。

【例3.5】二維數(shù)組元素的引用：二維數(shù)組元素的賦值和輸出。

#include<stdio.h>intmain(void){

inta[3][4];

//定義二維數(shù)組inti,j;printf("請輸入12個整數(shù):");

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

//二維數(shù)組的行{

for(j=0;j<4;j++)

//二維數(shù)組的列scanf("%d",

&a[i][j]);//向數(shù)組a賦值}for(i=0;i<3;i++){for(j=0;j<4;j++)printf("a[%d][%d]=%d\n",

i,

j,

a[i][j]);//輸出數(shù)組a的12個元素值}}3.2二維數(shù)組3.2.4二維數(shù)組的應(yīng)用練習(xí)：【例3.7】輸入兩個矩陣的數(shù)值，輸出這兩個矩陣的乘積?！纠?.6】輸出3×4矩陣，并求出值最大的元素值，及其所在的行號和列號。

#include<stdio.h>intmain(void){ inti,

j,

max,

row=0,

col=0;//變量i表示行，j表示列

inta[3][4]={{1,2,3,4},

{5,6,7,8},

{9,10,11,12}};for(i=0;i<3;i++){

for(j=0;j<4;j++)printf("%3d",

a[i][j]);

printf("\n");

//每輸出一行，換行}

max=a[0][0];for(i=0;i<3;i++){for(j=0;j<4;j++){ if(a[i][j]>max){ max=a[i][j];row=i;col=j; }}}printf("最大值=%d,行=%d,列=%d\n",

max,

row+1,

col+1);}3.3字符數(shù)組

用來存放字符型數(shù)據(jù)的數(shù)組是字符數(shù)組，字符數(shù)組中的每個元素存放一個字符。在嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信軟件設(shè)計中，可用字符數(shù)組存放待發(fā)送或待接收的數(shù)據(jù)。3.3.1定義字符數(shù)組的方法

系統(tǒng)為數(shù)組c分配連續(xù)的10字節(jié)內(nèi)存空間，用來存儲10個字符型數(shù)據(jù)。例如：

charc[10];數(shù)組名c代表該數(shù)組的首地址。

3.3字符數(shù)組

3.3.2字符數(shù)組的初始化1、逐個字符賦值法（1）對全部元素賦初值

charc[5]={'a','b','c','d','e'};

結(jié)果：c[0]='a'，c[1]='b'，c[2]='c'，c[3]='d'，c[4]='e'。

也可寫成：

charc[]={'a','b','c','d','e'};

（2）對部分元素賦初值

charc[6]={'a','b','c','d','e'};

最后1個元素由系統(tǒng)自動賦空字符'\0'。3.3字符數(shù)組

2、字符串常量賦值法（將字符串常量賦給字符數(shù)組：用數(shù)組處理字符串）3.3.2字符數(shù)組的初始化也可寫成：charc[]="abcde";

charc[]={"abcde"};

字符串常量"abcde"在內(nèi)存中的存儲：因此，數(shù)組c的長度是6?！舅伎肌?/p>

下面兩種賦值方式是否有區(qū)別？如何等價？

①charc[]={'a','b','c','d','e'}; ②charc[]="abcde";

注意：在定義字符數(shù)組之后，不能一次性對整個數(shù)組的所有元素賦值，而只能對數(shù)組的每個元素逐個賦值。例如：char

c[5];//定義數(shù)組c[5]={'a','b','c','d','e'};

//錯誤c[5]="abcd";

//錯誤3.3字符數(shù)組3.3.3字符數(shù)組元素的引用

字符數(shù)組的引用形式與數(shù)值數(shù)組相同，可以引用字符數(shù)組中的一個元素而得到一個字符。【例3.8】字符數(shù)組元素的引用：輸出字符數(shù)組元素的值。

#include<stdio.h>intmain(void){

chara[5]={'a','b','c','d','e'};

//定義字符數(shù)組并初始化

charb[6]="12345";inti;printf("字符數(shù)組a:");

for(i=0;i<5;i++)printf("%c",a[i]);

//字符數(shù)組a元素的引用printf("\n");printf("字符數(shù)組b:");

for(i=0;i<6;i++)printf("%c",b[i]);

//字符數(shù)組b元素的引用printf("\n");}3.3字符數(shù)組3.3.4字符數(shù)組的輸入、輸出1、用格式符“%c”逐個字符輸入、輸出【例3.9】字符數(shù)組逐個字符的輸入、輸出。在輸入字符時，系統(tǒng)將輸入的空格、換行符作為有效字符賦給數(shù)組元素。

#include<stdio.h>intmain(void){ inti;charc[5];

//定義字符數(shù)組printf("請輸入5個字符:");

for(i=0;i<5;i++)scanf("%c",&c[i]);

//逐個字符輸入printf("字符數(shù)組元素：");

for(i=0;i<5;i++)printf("%c",c[i]);

//逐個字符輸出printf("\n");}3.3字符數(shù)組2、用格式符“%s”對整個字符串一次輸入、輸出3.3.4字符數(shù)組的輸入、輸出【例3.10】字符串的格式化輸入、輸出

。

（1）用“%s”輸入、輸出字符串時，scanf、printf中的地址項、輸出項都是字符數(shù)組名（首地址）。說明：

（2）用scanf

輸入字符串時，若輸入空格或換行，系統(tǒng)則認(rèn)為是字符串結(jié)束符'\0'

。若輸入字符串“abcdef”時，運行結(jié)果：

可見，系統(tǒng)只將空格前的字符串“abc”送入數(shù)組str中。如何將含有空格的字符串送給一個字符數(shù)組呢？——用后續(xù)介紹的gets函數(shù)來實現(xiàn)。#include<stdio.h>intmain(void){ charstr[10];printf("請輸入字符串:");

scanf("%s",str);

//輸入字符串

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

//輸出字符數(shù)組對應(yīng)的字符串}3.3字符數(shù)組2、用格式符“%s”對整個字符串一次輸入、輸出3.3.4字符數(shù)組的輸入、輸出【例3.11】多個字符串的格式化輸入、輸出

。

用scanf函數(shù)輸入多個字符串時，在字符串之間可用空格、換行符或Tab符作分隔。

#include<stdio.h>intmain(void){ charstr1[10],str2[10],str3[10];printf("請輸入3個字符串:");

scanf("%s%s%s",str1,

str2,

str3);

//輸入3個字符串

printf("%s%s%s\n",str1,

str2,

str3);

//輸出3個字符串

}3.3字符數(shù)組3.3.5字符串處理函數(shù)C語言提供了若干個字符串字符串處理函數(shù)。

其中，字符串輸入、輸出函數(shù)，在使用前應(yīng)包含頭文件“stdio.h”；而其他字符串處理函數(shù)，在使用前應(yīng)包含頭文件“string.h”。3.3字符數(shù)組1、字符串輸出函數(shù)：puts(字符串或字符數(shù)組名)

●將字符串或字符數(shù)組中存放的字符串輸出到顯示終端，并換行。3.3.5字符串處理函數(shù)2、字符串輸入函數(shù)：gets(字符數(shù)組名)

●從鍵盤輸入一個字符串（可含空格）到字符數(shù)組中，換行符作為輸入的結(jié)束符。3.3字符數(shù)組3、字符串連接函數(shù)：strcat(字符數(shù)組名1，字符串或字符數(shù)組名2)

3.3.5字符串處理函數(shù)

●將字符串或字符數(shù)組2中的字符串連接到字符數(shù)組1中字符串的后面，結(jié)果放在字符數(shù)組1中。

說明：（1）字符數(shù)組1必須足夠大，能夠容納連接后的新字符串。

（2）連接時將原字符串1最后的'\0'取消，只在新字符串最后保留'\0'。3.3字符數(shù)組4、字符串復(fù)制函數(shù):strcpy(字符數(shù)組名1，字符串或字符數(shù)組名2)

3.3.5字符串處理函數(shù)

●將字符串或字符數(shù)組2中的字符串復(fù)制到字符數(shù)組1中。

說明：（1）字符數(shù)組1的長