先来看一个需求,超女选秀一共有5人参加,输入每位超女的体重并保存在变量中,最后计算出超女的的平均体重。

示例(book40.c)

/*
 *  程序名:book40.c,此程序用于演示没有数组的情况下的多个变量求和
 *  作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include <stdio.h>
 
int main()
{
  double aa,bb,cc,dd,ee;  // 定义5个变量存放5名超女的体重
  aa=bb=cc=dd=ee=0;
 
  printf("请输入第1名超女的体重(公斤):");
  scanf("%lf",&aa);
  printf("请输入第2名超女的体重(公斤):");
  scanf("%lf",&bb);
  printf("请输入第3名超女的体重(公斤):");
  scanf("%lf",&cc);
  printf("请输入第4名超女的体重(公斤):");
  scanf("%lf",&dd);
  printf("请输入第5名超女的体重(公斤):");
  scanf("%lf",&ee);
 
  printf("超女的平均体重是:%lf\n",(aa+bb+cc+dd+ee)/5);
}

如果有100名超女,这个程序将会很长很烦锁。

一、数组

数组(array)是一组数据类型相同的变量,可以存放一组数据,它定义的语法是:

  数据类型 数组名[数组长度];

例如:

  double money[20];

money是一个数组,包含了20个元素,每个元素都一个double类型的变量,可以通过下标访问数组中元素(element),数组下标的编号从0开始,数组的第1个元素是money[0],第2个元素是money[1],以此类推,直到第20个元素money[19]。

给每个元素赋double类型的值,可以这样写:

  money[0] = 10.55;
  money[1] = 32.54;
  money[2] = 2055.65;
  ……
  money[19] = 2055.65;

定义数组的时候,数组的长度必须是整数,可以是常量,也可以是变量。

数据的下标也必须是整数,可以是常量,也可以是变量。

使用数组元素和使用同类型的变量一样。

  scanf("%lf", &money[4]);   // 把一个值读入数组的第5个元素

数组的类型可以是任意数据类型。

  int      no[22];    // 可储存22个int类型整数的数组
  char    actors[26]; // 可储存26个字符的数组
  double big[500];  // 可储存500个double类型整数的数组

二、占用内存的大小

我们已经知道如何获取单个变量占用内存大小的方法。

  int ii;       // 定义一个整型变量
  printf("sizeof(ii)=%d\n",sizeof(ii));     // 输出结果:sizeof(ii)=4
  printf("sizeof(ii)=%d\n",sizeof(int));    // 输出结果:sizeof(ii)=4

数组是有多个变量组成,占用内存总空间的大小为多个变量占用的内存空间之和,用sizeof(数组名)就可以得到整个数组占用内存的大小,如下:

  int ii[10];    // 定义一个整型数组变量
  printf("sizeof(ii)=%d\n",sizeof(ii));     // 输出结果:sizeof(ii)=40

三、数组的初始化

采用memset函数对数组进行初始化,如下:

  int no[10];
  memset(no,0,sizeof(no));

第一个参数是数组名,第二个参数填0,第三个参数是数组占用的内存总空间,用sizeof(变量名)获取。

四、注意事项

使用数组的时候,编译器不会检查数组的下标是否正确,但是在程序中下标一定不能越界,如果程序运行时数组下标越界,就相当于访问了其它程序的内存,可能会导致程序异常中断(Core dump),后果非常严重。

示例(book41.c)
/*
 *  程序名:book41.c,此程序演示数组下标越界的后果
 *  作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
  int ii=0;
  int sum[5];    // 定义一维数组
 
  for (ii=0;ii<100;ii++)
  {
    printf("ii=%d\n",ii);
    sum[ii]=ii;
  }
 
  return 0;
}

运行效果

 image.png

段错误,就是程序非法操作内存,引起程序的崩溃。

如果数组的下标越界了,是不是一定会引起程序的崩溃呢?不一定,如果把book41.c的循环改为6,可能就不会出现段错误。

五、在for循环中数组

在学习了数组的知识以后,本章节开始时的那个需求有了更好的解决方法,程序book40.c必须修改。

示例(book42.c)

/*
 *  程序名:book42.c,此程序演示采用for循环语句和数组结合使用
 *  作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
  int    ii=0;           // 用于循环的计数器
  int    total=5;        // 超女的总人数,初始化为5
  double weight[total];  // 定义数组,用于存放超女的体重
  double sum=0;          // 存放超女体重的和
 
  memset(weight,0,sizeof(weight));    // 初始化数组为0
 
  // 循环输入超女的体重,并计算体重的总和
  for (ii=0;ii<total;ii++)
  {
    printf("请输入第%d名超女的体重:",ii+1);   // 输入提示信息
    scanf("%lf",&weight[ii]);    // 接受从键盘输入的体重
    sum=sum+weight[ii];          // 计算超女体重的和
  }
 
  printf("超女的平均体重是:%lf\n",sum/total);  // 输出平均体重
}

运行效果

image.png

for循环提供了一个简单直接的方法来使用数组下标,使用数组和for循环处理数据,这比使用5个单独的scanf语句方便得多。不管是5个还是100个超女,程序也不会再增加代码。

六、二维数组

二维数组定义的语法是:

数据类型 数组名[第一维的长度][第二维的长度];

在我们现实生活中,二维数组到处都是,例如超女选秀,一共有5个小组,每组4人,如果要指明某位超女,必须同时指明该超女的小组编号和她在组内序号。

  int girl[5][4];
  girl[0][0]    girl[0][1]    girl[0][2]    girl[0][3]
  girl[1][0]    girl[1][1]    girl[1][2]    girl[1][3]
  girl[2][0]    girl[2][1]    girl[2][2]    girl[2][3]
  girl[3][0]    girl[3][1]    girl[3][2]    girl[3][3]
  girl[4][0]    girl[4][1]    girl[4][2]    girl[4][3]

也可以将二维数组看成一个坐标系,有 x 轴和 y 轴,要想在一个平面中确定一个点,必须同时指定 x 和 y 值。

二维数组的初始化也是用memset,例如:

  memset(girl,0,sizeof(girl));

把本章节刚开始的那个需求增加一点难度:超女选秀有3个组,每组有5名选手,请提供一个界面,输入每个超女的体重,最后计算每组的超女的平均体重。

示例(book43.c)

/*
 *  程序名:book43.c,此程序演示采用for循环语句和二维数组结合使用
 *  作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
  int    ii=0;          // 用于组别循环的计数器
  int    jj=0;          // 用于超女人数循环的计数器
  int    class=3;       // 小组总数,初始化为3
  int    total=5;       // 每个组超女的总人数,初始化为5
  double weight[class][total];  // 定义二维数组,存放超女的体重
  double sum[class];    // 定义一维数组存放超女体重的和
 
  memset(weight,0,sizeof(weight));   // 初始化数组为0
  memset(sum,0,sizeof(sum));          // 初始化数组为0
 
  // 采用两个循环,第一级循环为小组数,第二级循环为超女人数
  for (ii=0;ii<class;ii++)
  {
    for (jj=0;jj<total;jj++)
    {
      printf("请输入第%d组第%d名超女的体重:",ii+1,jj+1);
      scanf("%lf",&weight[ii][jj]);    // 接受从键盘输入的体重
      sum[ii]=sum[ii]+weight[ii][jj];  // 计算小组超女体重的和
    }
  }
}

运行效果

image.png

七、多维数组

从二维数组可以类推出多维数组的用法,在实际开发中,二维以上的数组应用场景很少。

对初学者来说,建议先不要把这个问题复杂化,能掌握一维和二维数组就可以了,等功力提升之后,会发现多维数组其实也很容易。

八、字符串

1、字符串的概念

字符串就是一个以空字符'\0'结束的字符数组,是一个特别的字符数组,这是约定,是规则。

空字符'\0'也可以直接写成0。

       image.png

因为字符串需要用0结束,所以在定义字符串的时候,要预留多一个字节来存放0。

  char name[21];  // 定义一个最多存放20个字符或10个汉字的字符串

2、字符串的初始化

字符串是数组,当然可以用初始化数组的方法来初始化字符串。

  char strname[21];
  memset(strname,0,sizeof(strname));

3、字符串的赋值

如果想在strword中存入字符串“hello”,可以用strcpy函数,也可以采用以下代码:

  strcpy(strword,"hello");
  // 或者用以下代码
  char strword[21];
  memset(strword,0,sizeof(strword));
  strword[0]='h';
  strword[1]='e';
  strword[2]='l';
  strword[3]='l';
  strword[4]='o';
  strword[5]='\0';      // 或者 name[5]=0;

4、关于字符串结束符0的讨论

您可能会问,如果字符串不用0结束,会有什么样的结果,我们用代码来演示一下。

示例(book44.c)

/*
 *  程序名:book44.c,此程序用于演示字符串没有用0结束的后果
 *  作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
  char name[3];
  memset(name,0,sizeof(name));
 
  name[0]='a';
  name[1]='b';
  name[2]='c';
 
  printf("name=%s=\n",name);
}

运行效果

image.png

可以看到,输出abc之后,有乱码,并且每次执行程序输出的结果不可预知。

您可能还会问,如果字符串以0结束了,但是后面的内容并不是0,怎么办?后面的内容将被丢弃。

5、字符串数组

以0结束的一维字符数组是一个字符串。

  char strname[21];       // 可以存放20个字符的字符串
  memset(strname,0,sizeof(strname));
  strcpy(strname,"我真的可以存十个汉字");

给一维字符数组加上一维,就是字符串数组了。

  char strname[10][21];   // 10个字符串,每个字符串可以存放20个字符
  memset(strname,0,sizeof(strname));
  strcpy(strname[0],"坦已");
  strcpy(strname[1],"褒似");
  strcpy(strname[2],"西施");
  strcpy(strname[3],"王昭君");
  strcpy(strname[4],"貂婵");
  ……
  strcpy(strname[9],"陈圆圆");

十、课后作业

1)编写示例程序,从界面上输入一个字符串,计算字符串的长度。如果输入的是"abcdaaf",显示的结果是7。

2)编写示例程序,从界面上输入一个字符串,把字符串的每个字符从左到右一个一个的显示出来,如果输入的是"abcdaaf",显示的结果是:a b c d a a f。

3)编写示例程序,从界面上输入一个字符串,把字符串的每个字符从右到左一个一个的显示出来,如果输入的是"abcdaaf",显示的结果是:f a a d c b a。

4)编写示例程序,某班有10个学生,定义一个一维数组,从界面上输入每个学生的成绩,最后显示这个班的平均成绩。

5)编写示例程序,某年级有两个班,每班有8名学生,定义一个二维数组,从界面上输入每个学生的成绩,最后显示每个班的平均成绩和年级的平均成绩。

6)编写示例程序,定义一个可以存放10个字符串的数组,字符串的有效长度是30个字符,从界面上输入10个字符串并存放在数组中,然后把这10个字符串显示出来。

以下题难难度较大,可以等到以后功力提升的时候再做。

7)如果还觉得不过隐,可以挑战一下三维数组,某学校有两个年级,每个年级有三个班,每个班有四名学生,从界面上输入每个学生的成绩,最后显示每个班的平均成绩、年级的平均成绩和全校的平均成绩。

/*
 *  程序名:task.c,此程序演示三维数组与for循环的使用。
 *  作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20200506
*/
 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
  int ii,jj,kk;  // 年级、班、班学生的计数器。
  double score[2][3][4]; // 存放全校学生的分数。
 
  totalsum=0;  // 全校总分清零。
  for (ii=0;ii<2;ii++)  // 第一层,年级的循环。
  {
    gradesum=0;  // 年级总分清零。
    for (jj=0;jj<3;jj++)  // 第二层,班级的循环。
    {
      classsum=0;  // 班级总分清零。
      for (kk=0;kk<4;kk++)  // 第三层,每个班学生数的循环。
      {
        printf("请输入年级%d,班级%d的第%d学生的成绩:",ii+1,jj+1,kk+1);
        scanf("%lf",&score[ii][jj][kk]);
        totalsum=totalsum+score[ii][jj][kk];
        gradesum=gradesum+score[ii][jj][kk];
        classsum=classsum+score[ii][jj][kk];
      }
      printf("年级%d,班%d的平均成绩是%lf\n",ii+1,jj+1,classsum/4);
    }
    printf("年级%d的平均成绩是%lf\n",ii+1,gradesum/12);
  }
 
  printf("全校的平均成绩是%lf\n",totalsum/24);
}

别玩三维以上的数组,没什么意义。

十一、版权声明

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来源:C语言技术网(www.freecplus.net

作者:码农有道

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