C++大学基础教程 第5章 数组 北京科技大学 信息基础科学系.

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1 C++大学基础教程 第5章 数组 北京科技大学 信息基础科学系

2 第5章 数组 5.1 数组基本概念 5.2 数组元素的下标 5.3 数组初始化 5.4 数组的大小和数组越界 5.5 字符数组
5.6 向函数传递数组 5.7 多维数组

3 5.1 数组基本概念 数组是具有一定顺序关系的若干相同类型变量的集合。 组成数组的变量称为该数组元素。
5.1 数组基本概念 数组是具有一定顺序关系的若干相同类型变量的集合。 组成数组的变量称为该数组元素。 数组元素都有相同的变量名（数组名），但是有不同的下标。 数组属于构造类型。

4 一维数组的定义与引用 scoresCPlus[179] scoresCPlus[0] 一维数组的定义 类型说明符 数组名[ 常量表达式 ]；
类型说明符 数组名[ 常量表达式 ]； 例如： int a[10]; 1）a为整型数组名； 2）a数组有10个元素，每个元素都是整数数据：a[0]...a[9] 数组名的构成方法与一般变量名相同，必须是合法的标识符。 上C++课程的学生成绩(180个学生) float scoresCPlus[180]; scoresCPlus[179] scoresCPlus[0]

5 一维数组的存储顺序 Eg.int a[10]; 具有10个元素的数组 a，在内存中的存放次序如下： a
数组元素在内存中顺序存放，它们的地址是连续的。 Eg.int a[10]; 具有10个元素的数组 a，在内存中的存放次序如下： a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9] a 数组名字是数组首元素的内存地址。 数组名是一个常量，不能被赋值。

6 一维数组的定义与引用 引用 数组必须先定义，后使用。 只能逐个引用数组元素，而不能一次引用整个数组 数组元素的引用是通过下标变量实现的。
元素的引用形式为： 数组名[下标表达式] 例如1：int a[10]; a[0]=a[5]+a[7]-a[2*3]; 2：int salaries [6]; int a=5; salaries[a]=900;

7 注意 在使用数组元素时需要注意： ►数组元素的下标表达式其结果必须为自然数（≥0）。
►数组元素的下标值从0开始，不得超过声明时所定义的上界。

8 数组元素的下标 数组元素的下标是数组元素到数组开始地址的偏移量。
第1个元素的下标为0，其地址是数组的首地址，第2个元素的下标为1，偏移量距离首地址是1个数组元素大小，依次类推。 因此，数组元素是一系列大小相同的连续项，每项到公共基点（数组起始地址）的偏移量是固定的。 a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9] a

9 错误的数组定义语句 void VoidArray[10]; //void不可以做数组类型
int a=9; float floatArray[a]; //数组的长度不可以是变量 char charArray[ ]; //3.0不是整数

10 例5.1 定义一个10个整数的数组 解：以ARRAY命名的数组，用100至109对数组元素赋值，并对其求和。需要在一个循环中使用数组。这是使用数组最经常的方式。 void main() { int ARRAY [10]; int sum=0; for (int i=0;i<10;i++) { ARRAY[i]=100+i; sum+= ARRAY[i]; }

11 注意 不能直接把一个数组赋给另一个数组。假设要将数组total_sales的值拷贝到数组saved_sales中，使用下面的赋值方法就是错误的： saved_sales =total_sales; //error 应使用一个循环语句将total_sales中的元素的值逐个赋给数组saved_sales中的每个元素。如下面的代码所示： for (int i=0;i<ARRAY_SIZE;i++) saved_sales[i] =total_sales[i];

12 一维数组的初始化 可以使数组得到初值： 在声明数组时对数组元素赋以初值。 例如：int a[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}; 可以只给一部分元素赋初值。其他元素自动赋值为0 例如：int a[10]={0,1,2,3,4}; 在对全部数组元素赋初值时，可以不指定数组长度。长度为初值的个数。 例如：int a[ ]={1,2,3,4,5} 等价于 int a[5]={1,2,3,4,5}

13 大括号的使用 × 通过使用大括号，可初始化任何一种类型的数组。 例如，要记录前三年的销售总额，则可以如下定义并初始化一个数组：
double sales[]= { ， ， } 注意：上面这种使用大括号来初始化数组的方法只能在定义数组时使用。在数组定义之后，就不能用这种方法了，而只能逐个元素地赋值。 double sales[3]; sales= { ， ， }； ×

14 全局数组初始化 C++自动将全局数组变量中的所有元素初始化为0或null。
程序中应尽量限制全局数组变量的使用。如果要用，也最好在程序中用语句将其显式初始化为0，以明确表示编程者的意图。

15 错误例子 例如下面的代码对数组进行初始化是错误的： int array1[5]={0,1,2,3,4,5};
//error初始化值个数多于数组元素个数 int array2[5]＝{, , 1, 2, 3 }； //error不能加入“,”来跳过不赋值的元素。 int array2[5]={0,,2,3,4}; int array3[5]={ }; //error语法格式错误

16 例5.2初始化全局和局部数组 cout <<"\nglobal static:"; for(n=0; n<5; n++)
#include <iostream> using namespace std; int array1[5]={1,2,3}; static int array2[5]={1}; void main() { int arr1[5]={2}; static int arr2[5]={1,2}; int n; cout <<"global:"; for(n=0; n<5; n++) cout <<" " <<array1[n]; 运行结果为： global: //全局数组初始化的结果 global static: //全局静态数组初始化的结果 local: //局部数组初始化的结果 local static: ////局部静态数组初始化的结果 cout <<"\nglobal static:"; for(n=0; n<5; n++) cout <<" " <<array2[n]; cout <<"\nlocal:\n"; cout <<" " <<arr1[n]; cout <<"\nlocal static:"; cout <<" " <<arr2[n]; cout <<endl;}

17 例5.3 将5个温度值赋给数组 #include "stdafx.h" #include<iostream.h>
void main() { float temp[5]; temp[0]=31.3; temp[1]=28.7; temp[2]=32.2; temp[3]=34.5; temp[4]=19.7; cout<<"Daily temperature for 5 days\n"; for (int i=0;i< 5 ;i++) cout<<temp[i]<<"\n"; }

18 数组的大小和数组越界 定义数组时，编译器必须知道数组的大小。 如果数组定义时省略了大小，由初始化的值的个数来决定数组大小。
在程序中怎么知道数组的大小呢？ sizeof操作解决了该问题。

19 sizeof sizeof()能够返回传递给它的数据类型所占用内存的字节数。
因此，数组的大小可用用以下公式来计算： 数组大小 = sizeof(数组名) / sizeof(数组类型)

20 例5.7 用sizeof确定数组的大小 #include <iostream> using namespace std;
void main() { int a[ ]={1,2,4,8,16}; for(int i=0; i<(sizeof(a)/sizeof(int)); i++) cout <<a[i] <<" "; cout <<endl; } 运行结果为：

21 数组越界 数组的大小是固定的，使用数组时，要注意不能越界。
如：char sal_codes[5]={‘a’,’b’,’c’,’d’,’e’}; int exemptions[5]={1,2,3,4,5}; c++编译器对于数组越界是不报错的。 如程序中有语句：exemptions[6]=65； 不会出现编译错误，但此操作可能造成不可预料的错误。 防止数组越界操作的责任就落在编程者的身上。

22 问题小结 数组定义和数组元素的使用 int a[10],b[2+3]; a[i](0<=i<=9),a[3],a[3+4]
数组的初始化和数组元素的赋值 int a[10]={1,2}; int b[5]; for(int i=0;i<5;i++) b[i]=i;

23 一维数组的举例（选择法） 例: 5个整数排列顺序，从小到大排列输出。 1)定义存放5个数的变量 int a[5];
for (i=1;i<5;i++) if(a[0]>a[i]) swap(a[0],a[i]); 3)再从4个数中找到最小，放到a[1]中。 for (i=2;i<5;i++) if(a[1]>a[i]) swap(a[1],a[i]);

24 一维数组的举例 例: 5个整数排列顺序，从小到大排列输出。 算法的实现使用二重循环： for (j=0;j<4;j++)
for (i = j+1;i<5;i++) if(a[j]>a[i]) swap(a[i],a[j]);

25 5.5 字符数组 字符串常量:是用一对双引号括起来的字符序列，每个字符占一个字节，并在末尾添加’\0’作为结尾标记。例如："china"
没有字符串变量，用字符数组来存储和处理字符串

26 字符数组的定义和引用 格式： char 数组名[整型常量或整型常量表达式] ； Eg. 字符数组： char a [5]； 存储该数组占5个字节。每个元素的类型是字符型。数组下标从0开始，分别是a[0]，a[1]，a[2]，a[3]，a[4]。

27 对数组进行初始化赋值时，在末尾放置一个’\0’，便构成了C++字符串。
用字符数组存储和处理字符串 字符数组的初始化 对数组进行初始化赋值时，在末尾放置一个’\0’，便构成了C++字符串。 例： static char str[8]={112,114,111,103,114,97,109,0}; static char str[8]={'p','r','o','g','r','a','m','\0'}; static char str[8]="program"; static char str[ ]="program"; static char str[7] 可否? 例： static char str[7]={'p','r','o','g','r','a','m'};

28 例子 #include<iostream> using namespace std; void main() {
char a[6]="hello"; char b[]="program"; char c[8]={'p','r','o','g','r','a','m','\0'}; char d[7]={'p','r','o','g','r','a','m'}; cout<<a<<b<<endl <<c<<d<<endl; for(int i=0;i<7;i++) cout<<d[i]; cout<<endl; }

29 注意 不要忘记为最后的’\ 0’分配空间。如果要初始化一个字符串“hello”，那为它定义的数组至少有6个数组元素。
例如，下面的代码给数组初始化，但会引起不可预料的错误： char array[5]=“hello”； 该代码不会引起编译错误，但由于改写了数组空间以外的内存单元，所以是危险的。

30 例5.9 字符数组的初始化和使用。 #include <iostream.h> void main()
{ char str1[8]={112,114,111,103,114,97,109,0 }; char str2[8]={'P','r','o','g','r','a','m','\0' }; char str3[8]="program"; char str4[ ]="program"; for (int i=0;i<8;i++) cout<<str1[i]; cout<<endl; cout<<str2<<endl; cout<<str3<<endl; cout<<str4<<endl; }

31 字符串的输入/输出 方法 注意 逐个字符输入输出
将整个字符串一次输入或输出 例：char c[ ]="China"; cout<<c; 注意 输出字符不包括 '\0' 输出字符串时，输出项是字符数组名，输出时遇到'\0'结束。 输入多个字符串时，以空格分隔；输入单个字符串时其中不能有空格。

32 例如： 程序中有下列语句： static char str1[5],str2[5],str3[5];
cin>>str1>>str2>>str3; 运行时输入数据： How are you? 内存中变量状态如下： str1: H o w \0 str2: a r e \0 str3: y o u ? \0

33 若改为： static char str[13]; cin>>str; 运行时输入数据： How are you? 内存中变量 str 内容如下： str: H o w \0

34 整行输入字符串 cin.getline(字符数组名St, 字符个数N, 结束符);
功能：一次连续读入多个字符（可以包括空格），直到读满N个，或遇到指定的结束符（缺省为'\n'）。读入的字符串存放于字符数组St中。读取但不存储结束符。 cin.get(字符数组名St, 字符个数N, 结束符); 功能：一次连续读入多个字符（可以包括空格），直到读满N个，或遇到指定的结束符（缺省为'\n'）。读入的字符串存放于字符数组St中。 既不读取也不存储结束符。

35 字符串处理函数 strcat（连接），strcpy（复制）， strcmp（比较），strlen（求长度）， strlwr(转换为小写）， strupr（转换为大写） 头文件<string.h>

36 字符串处理函数 China Chinahello 10 100 #include <iostream.h>
#include <string.h> void main() { char str1[ ]="China"; char str2[100]; strcpy(str2,str1); cout << "str2:" <<str2 << endl; strcat(str2,"hello"); cout << "str2:" <<str2 << endl; cout << "strlen(str2):" << strlen(str2) << endl; cout << "sizeof(str2):" << sizeof(str2) << endl; } Chinahello 10 100

37 例5.10字符串的输入和输出 输入一个字符串，输出这个字符串及字符数目。 #include <iostream>
using namespace std; void main() { int a=0; char chArray[30]; cin>>chArray; for(int i=0; chArray[i]!='\0'; i++) {cout <<chArray[i]; a++; } cout <<endl; cout<<"输入的字符数是："<<a<<endl;

38 数组作为函数参数 数组元素作实参，与单个变量一样。
数组名作参数，形、实参数都应是数组名，类型要一样，传送的是数组首地址。对形参数组的改变会直接影响到实参数组。

39 使用数组元素作为函数参数 定义 int swap( int b,int c){ } b 调用 int a[10]; ….
swap(a[1],a[2]); b 传递值 a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9] a c 传递值

40 使用数组名作为函数参数 定义 int sort( int b[10]){} int sort (int b[], int number){}
调用 int a[10]; …. sort(a); sort(a,10); b[0] b[1] a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9] a b

41 5.6 向函数传递数组 无论何时，将数组作为参数传给函数，实际上只是把数组的地址传给函数。
物理上，把整个数组放在活动记录中是不合理的，因为存储活动记录的空间大小是一定且有限的。 如果把传送给函数的整个数组都放在栈中(内存的大块复制)，则很快会把栈空间用光。

42 例5.12 数组名作为函数的形参 运行结果为； 数组元素的和等于: 29 int sum(int array[], int len)
#include <iostream> using namespace std; int sum(int [ ], int); void main() { static int ia[5]={2,3,6,8,10}; int sumOfArray; sumOfArray= sum(ia, 5) ; cout <<“数组元素的和等于: ” <<sumOfArray <<endl; } 运行结果为； 数组元素的和等于: 29 int sum(int array[], int len) { int iSum=0; for(int i=0; i<len; i++) iSum+=array[i]; return iSum; } ia ia[0] ia[1] ia[2] ia[3] ia[4] 2 3 6 8 10 array

43 注意 sum()函数以整数数组作为第一个参数，以整数作为第二个参数。
由于传递数组名实际上传递的是地址，所以函数原型中，数组参数的书写形式无须在方括号中写明数组大小。 如果写明了数组大小，编译器将忽略之。数组形参的全方括号只是告诉函数，该参数是个数组的起始地址。

44 理解多维数组 一维数组是多个数值的单列表示，而多维数组则是数值的表格，甚至多表格表示，它具有多个下标值，最常用的表格是二维表格(具有两个下标)。 float scoresCPlus[180]; int scores[30][4]; int scores [100][30][4];

45 例子 假定要记录一个垒球队中每个队员的击球数。队中有6个队员，进行了3场比赛。表中所示为击球记录。 队员姓名 1 2 3 张大明 李方春
林志松 崔明东 刘屈武 安度璧

46 三维表的图示 C++提供存储多维数据的能力，尽管现实世界很少碰到三维以上的情况。

47 二维数组的定义及引用 二维数组的声明 存储顺序
类型说明符 数组名[常量表达式][常量表达式] 例如：float a[3][4]; a[0]——a00 a01 a02 a03 a[1]——a10 a11 a12 a13 a[2]——a20 a21 a22 a23 a 可以理解为： 存储顺序 按行存放，上例中数组a的存储顺序为： a00 a01 a02 a03 a10 a11 a12 a13 a20 a21 a22 a23 使用 例如：b[1][2]=a[2][3]/2 下标不要越界

48 表5.2球队数组的下标 team表具有18个元素， 定义： int team[6][3] 元素下标值如下表 [0][0] [0][1]
[0][2] [1][0] [1][1] [1][2] [2][0] [2][1] [2][2] [3][0] [3][1] [3][2] [4][0] [4][1] [4][2] [5][0] [5][1] [5][2]

49 C++按行存储多维数组 二维数组实际上是“数组的数组”，它以行和列的形式出现，实际上还是一个一维数组，只不过数组的每个元素的类型不是整型，浮点型或字符型，而是另外一个数组。 数组元素也是连续存储的，按行存储，即最右边的下标变化最快，最左边的下标变化最慢。

50 二维数组看作是一维数组的一维数组 一维数组的4个元素是ara_name[0]~ ara_name[3]。每一个元素则是其对应的一维数组的首地址。

51 二维数组的初始化 分行给二维数组赋初值 将所有数据写在一个{}内，按顺序赋值 可以对部分元素赋初值
二维数组程序举例： P87 例6.4 分行给二维数组赋初值 例如：int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}}; 将所有数据写在一个{}内，按顺序赋值 例如：int a[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}; 可以对部分元素赋初值 例如：int a[3][4]={{1},{0,6},{0,0,11}}; int a[3][4]={0};

52 5.7.5表格与for循环 嵌套循环适用于多维数组 注意到for循环的循环次数与数组的下标数目相同，外层循环代表第一个下标(行下标)；内层循环代表第二个下标(列下标)。 嵌套for循环将遍历表中的每一个元素。

53 例5.13嵌套for循环处理多维表 void main() {for (int row=0;row<2;row++)
{for (int col=0;col<3;col++) cout<<row<<” ”<<col<<"\n"; } 将产生如下输出结果 0 0 0 1 0 2 1 0 1 1 1 2

54 例5.15 输出带标题的二维表格 void main() { float disk[2][4]; //存放磁盘价格表
例5.15 输出带标题的二维表格 void main() { float disk[2][4]; //存放磁盘价格表 int row,col; disk[0][0]=2.30; //第一行第一列 disk[0][1]=2.75; disk[0][2]=3.20; disk[0][3]=3.50; disk[1][0]=1.75; disk[1][1]=2.10; disk[1][2]=2.60; disk[1][3]=2.95;

55 cout<<"\tSingle-Side,\tDouble-Side"
<<"\tSingle-Side,\tDouble-Side\n"; cout<<"\tDouble-density,\tDouble-density" <<"\tHigh-density,\tHigh-density\n"; for (row=0;row<2;row++) //打印表格 { if (row==0) cout<<"3 inch\t"; else cout<<"5 inch\t"; for (col=0;col<4;col++) cout<<"$"<<setprecision(2) <<disk[row][col]<<"\t\t"; cout<<"\n"; }

56 程序运行结果 输出带标题的二维表格 3 inch $2.30 $2.75 $3.20 $3.50 5 inch $1.75 $2.10
Single-Side Double-density, Double-Side Double-density Single-Side High-density Double-Side High-density 3 inch $2.30 $2.75 $3.20 $3.50 5 inch $1.75 $2.10 $2.60 $2.95

57 矩阵操作： 将一个二维数组行和列元素互换，存到另一个二维数组中
运行结果： array a: array b: main() 程序 { static int a[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}}; static int b[3][2],i,j; cout << array a:\n"; for(i=0;i<=1;i++) { for(j=0;j<=2;j++) { cout <<setw(5)<<a[i][j]; b[j][i]=a[i][j];} cout << endl; } cout <<"array b:\n"; for(i=0;i<=2;i++) { for(j=0;j<=1;j++) cout <<setw(5)<<b[i][j]; cout << endl; } 矩阵操作： 将一个二维数组行和列元素互换，存到另一个二维数组中 队员姓名 1 2 3 张大明 李方春 林志松 崔明东 刘屈武 安度璧 b = 1 4 2 5 3 6 a =

58 例5-4 使用数组名作为函数参数 主函数中初始化一个矩阵并将每个元素都输出，然后调用子函数，分别计算每一行的元素之和，将和直接存放在每行的第一个元素中，并输出各行元素的和。 int Table[3][4] = {{1,2,3,4},{2,3,4,5},{3,4,5,6}};

59 void main(void) { int Table[3][4] = {{1,2,3,4},{2,3,4,5},{3,4,5,6}}; for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) cout << Table[i][j] << " "; cout << endl; } RowSum(Table,3);

60 #include <iostream.h>
void RowSum(int A[ ][4], int nrow) { int sum; for (int i = 0; i < nrow; i++) { sum = 0; for(int j = 0; j < 4; j++) sum += A[i][j]; A[i][0] = sum; cout << "Sum of row " << i << " is " << sum << endl; }

61 运行结果： Sum of row 0 is 10 Sum of row 1 is 14 Sum of row 2 is 18

62 本章小结 本章介绍了如何定义和初始化一个数组。数组的初始化可以在声明部分进行，也可以在程序体中进行。
现在我们已经学习过了如何定义，初始化及处理多维数组，尽管并非所有数据适用于表格的紧缩格式，但它确实在很多时候非常有用。使用嵌套for循环可以遍历多维数组。 通过本章的学习，我们知道，通过引入数组，处理数组元素比处理相同个数的单个变量要简单得多。