C 程序设计教程（18）—— 数组和指针（一）：数组
该专栏主要介绍 C 语言的基本语法，作为《程序设计语言》课程的课件与参考资料，用于《程序设计语言》课程的教学，供入门级用户阅读。
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一、一维数组
数组是一个由若干同类型变量组成的集合。数组由连续的存储单元组成，最低地址对应数组的第一个元素，最高地址对应数组的最后一个元素，数组可以是一维数组，也可以是多维数组。
1、一维数组的定义
在 C 语言中，数组必须显示定义，以便编译程序为它们分配存储空间。一维数组的定义形式如下：
类型 name[size];
说明：类型说明指明数组的类型，也就是数组中每一个元素的数据类型。
数组元素是组成数组的基本单元。数组元素也是一种变量，数组元素的一般形式如下：
数据名[下标]
其中：下标只能为整型常量或整型表达式，下标表示元素在数组中的序号。例如：
int i=1,j=1;
int a[10];
a[5]=10;
a[i+j]=8;
a[i++]=6;
数组元素也称为下标变量。
例如：输入 5 个数，求其平局值。程序如下：
#include<stdio.h>
int main()
{
int i;
float a[5],sum=0;
for(i=0;i<5;i++){
printf("请输入第%d个数值：",i+1);
scanf("%f",&a[i]);
sum+=a[i];
}
printf("五个数的平均值为：%f",sum/5);
}
以上程序的运行结果如下：
说明：
（1）对变量的任何操作都适合于数组元素，因为数据元素本身等价于同一数据类型的变量。
（2）在定义数组时，下标不能使用变量，但在引用数组元素时下标可以使用变量。
（3）引用数组元素时下标不能超出范围。
2、一维数组的初始化
数组的初始化是指在数组定义时给数组元素赋予初值。数组初始化是在编译阶段进行的，可以减少运行时间，提高效率。数组初始化的一般形式为：
类型说明符 数组名[常量表达式]={
值1, 值2, ..., 值n};
数组初始化可以采用以下几种形式：
（1）对所有数组元素赋值
例如：
int a[10]={
,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
（2）给部分数组元素赋值
例如：
int a[10]={
1,2,3,4};
给前 4 个数组元素赋值，后 6 个数组元素的值为 0。
（3）如果使一个数组全部的数组元素值为 0，可以使用如下格式：
int a[10]={
0};
如果定义一个全局数组或静态数组，并且没有进行初始化，系统自动将所有数组元素赋值为 0。
（4）在对全部数组元素赋值时，可以不指定数组的长度，系统会自动计算长度。
例如：
int a[]={
1,2,3,4,5};
//等价于
int a[5]={
1,2,3,4,5};
3、一维数组的应用举例
（1）输出斐波那契（Fibonacci）数列的前 20 项
斐波那契数列有如下规律：F(1)=1，F(2)=1，F(n)=F(n-1)+F(n-2)。
程序如下：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[20]={
1,1},i;
printf("%10d%10d",a[0],a[1]);
for(i=2;i<20;i++){
if(i%5==0){
printf("\n");
}
a[i]=a[i-1]+a[i-2];
printf("%10d",a[i]);
}
}
以上程序的运行结果如下：
（2）输入10 个整数存入数组，求最大值
程序如下：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[10],i,max;
for(i=0;i<10;i++){
printf("请输入第%d个整数：",i+1);
scanf("%d",&a[i]);
}
max=a[0];
for(i=1;i<10;i++){
if (max<a[i]){
max=a[i];
}
}
printf("10个整数中的最大值为：%d",max);
}
以上程序的运行结果如下：
二、二维数组
1、二维数组的定义
二维数组是以一维数组为元素构成的数组，定义形式如下：
类型 数组名[size1][size2];
二维数组在逻辑上是二维的，即下标在两个方向上变化，数组元素在数组中的位置也处于一个平面之中。但是，实际的硬件存储器确实连续输入的，也就是说存储单元是按一维（线性）排列的。
二维数组在内存中的存储方式有两种：一种是按行排列，即放完一行之后顺次放入第二行；另一种是按列排列，即放完一列之后再顺次放入第二列。在 C 语言中，二维数组是按行排列的。
二维数组可以看成一个一维数组，其中的每一个元素又是一个一维数组。例如：数据 a[3][4] 可以看成一个一维数组，它有 3 个元素：a[0]、a[1]、a[2]，每个元素又是一个包含 4 个元素的一维数组。例如元素 a[0] 有 4 个元素：a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]。
2、二维数组的初始化
二维数组的初始化也是在数组定义时给各数组元素赋予初值。二维数组的初始化有以下几种形式：
（1）按行分段赋值
int a[3][5]={
{
33,44,55,66,77},{
12,13,14,15,16},{
101,102,103,104,105}};
（2）按行连续赋值
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[3][5]={
33,44,55,66,77,12,13,14,15,16,101,102,103,104,105};
int i,j;
for(i=0;i<3;i++){
for(j=0;j<5;j++){
printf("%8d",a[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
以上程序的运行结果如下：
（3）可以只对部分元素赋初值，为赋值的元素自动取值为 0
例如：
int a[3][3]={
{
1},{
2},{
3}};
//对每一行的第一个元素赋值，赋值的结果为
1 0 0
2 0 0
3 0 0
（4）如对全部元素赋初值，则第一维的长度可以不给出
例如：
int a[3][3]={
1,2,3,4,5,6,7,8,9};
//可以写成以下格式
int a[][3]={
1,2,3,4,5,6,7,8,9};
3、二维数组的应用举例
（1）一个学习小组有 5 位同学，每人有三门课的考试成绩。求全组分科的平均成绩和各科总平均成绩。成绩如下：
| 张 | 王 | 李 | 赵 | 刘 | 平均成绩 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 数学 | 80 | 61 | 59 | 85 | 76 | 72 |
| C 语言 | 75 | 65 | 63 | 87 | 77 | 73 |
| 数据库 | 92 | 71 | 70 | 90 | 85 | 82 |
程序如下：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[3][5]={
{
80,61,59,85,76},{
75,65,63,87,77},{
92,71,70,90,85}};
float v1[3]={
0},avg=0;
int i,j;
for(i=0;i<3;i++){
for(j=0;j<5;j++){
v1[i]+=a[i][j];
}
v1[i]/=5;
}
printf("数学平均分为：%f\n",v1[0]);
printf("C语言平均分为：%f\n",v1[1]);
printf("数据库平均分为：%f\n",v1[2]);
printf("各科总平均分为：%f\n",(v1[0]+v1[1]+v1[2])/3);
}
以上程序的运行结果如下：
（2）有一个矩阵，编写程序求出其中元素的最大值，以及其所在的行号和列号。
程序如下：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[3][4]={
{
1,2,3,4},{
9,8,7,6},{
-10,10,-5,2}};
int i,j,max=a[0][0],row=0,col=0;
for(i=0;i<3;i++){
for(j=0;j<4;j++){
if (max<a[i][j]){
max=a[i][j];
row=i;
col=j;
}
}
}
printf("元素的最大值为：%d\n",max);
printf("该元素位于第%d行第%d列。",row,col);
}
以上程序的运行结果如下：
