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【C】C语言数组与字符串（包括：字符串与字符数组）
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在程序设计中，为了方便处理，通常把具有相同类型的若干变量按有序的形式组织起来。这些按序排列的同类数据元素的集合称为数组。在C语言中，数组属于构造数据结构。一个数组可以分解成多个数组元素，这些数组元素可以是基本数据类型或是构造类型。因此按照数组元素的类型不同，数组又可分为数值数组、字符数组、指针数组、结构数组等各种类别。 本文主要介绍一维数组、二维数组和字符数组，其余的数组将会在以后的文章中介绍到。 数组概述 数组就是用来存储和处理一组相同类型的数据的。 数组在C语言中有着特殊的地位，它有很多的特性，比如它的存储是连续的、数组的名称是数组的地址等。 一维数组一维数组是使用同一个数组名存储一组数据类型相同的数据，用索引或下标区别数组中的不同元素。 一维数组的定义方式为： 类型说明符 数组名[常量表达式]在定义数组时，应该注意以下几点： 数组使用的方括号[]，不是小括号；常量表达式表示数据元素的个数，必须是一个正的整数值，不能含有变量，但是可以是符号常量或者常量表达式；数组定义后，其长度不可更改。 一维数组的数据元素的一般形式为： 数组名[下标]在引用数组元素时，应该注意以下几点： 一位数组元素的下标从0开始，最大下标为n-1；在C语言中只能逐个地使用数组元素，而不能一次引用整个数组。 一维数组的初始化：除了用赋值语句对数组元素逐个赋值外，还可采用初始化赋值和动态赋值的方法。初始化赋值的一般形式为： 类型说明符 数组名[常量表达式] = {初始值表}; int a[5]={1,2,3,4,5};在初始化赋值时，应该注意以下几点： 数组定义时初始化可以整体赋初值，但是除了定义初始化之外，不能整体赋值！当初始值表给出全部元素值时，可以不给出数组元素的个数；可以只给部分数组中的部分元素赋初始值（没有赋值的位将补0）。也就是说可以这样： int a[]={1,2,3,4,5}; int b[5]={1,2,3}; 二维数组 二维数组定义的一般形式为： 类型说明符 数组名[常量表达式1][常量表达式2]；二维数组被定义后，编译系统将为该数组在内存中分配一片连续的存储空间，按行的顺序连续存储数组的各个元素。即先顺序存储第一行元素，再存储第二行元素……直到存储最后一行元素。数组名代表着数组的起始地址。 二维数组元素引用的基本语法格式为： 数组名[下标][下标] 初始化赋值的一般形式为： 类型说明符 数组名[常量表达式1][常量表达式2] = {初始值表}; int a[3][4] = { { 1,2,3,4 },{ 5,6,7,8 },{ 9,0,1,2 } };由于二维数组在内存中是按照线性顺序存储的，所以内存括号可以省去，不会产生影响。也就是说可以这样： int a[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,1,2 };在初始化赋值时，应该注意以下几点： 当初始值表给出全部元素值时，可以不给出二维数组的常量表达式1（但常量表达式2必须给）；可以只给部分数组中的部分元素赋初始值（没有赋值的位将补0）。也就是说可以这样： int a[][4] = { { 1,2,3,4 },{ 5,6,7,8 },{ 9,0,1,2 } }; int a[][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,1,2 }; int b[3][4] = { { 1 },{ 5 },{ 9 } };在这里，省去3是可以的，但是4不能省去的。编译器会根据所附的数值的个数以及数组的列数，自动计算出数组的行数。 数组是一种构造类型的数据。二维数组可以看作是由一维数组的嵌套而构成的。设一维数组的每个元素都是一个数组，就组成了二维数组。当然前提是各元素的类型必须相同。根据这样的分析，一个二维数组也可以分解成多个一维数组。C语言允许这样的分解。如二维数组a[3][4]，可以分解成3个一维数组，a[0]、a[1]、a[2]。 数组与链表的区别： 从逻辑结构上来看，数组必须实现定义固定的长度，不能适应数据动态增减的情况。当数据增加时，可能会造成空间的不够；当数据减少时，可能造成空间浪费。而链表动态地进行存储分配，可以适应数据动态增减的情况，方便插入和删除；从内存储存上来看，数组从栈中分配空间，方便快捷，但自由度小。而链表从堆中分配空间，自由度大，但申请管理比较麻烦。字符数组与字符串 字符数组的说明与初始化 用于存放字符的数组称为字符数组，它是数组的一种特殊类型，字符数组的每个元素存放一个字符。 字符数组的定义的一般形式为： char 数组名[常量表达式]; char 数组名[常量表达式1][常量表达式2]; 字符数组的初始化：除了数组的基本初始化方式外，字符数组还可以使用字符串常量初始化。 char a[5]={'a','b','c','d','e'}; char a[]={'a','b','c','d','e'};把一个字符串存入一个数组时，也会将结束符'\0'存入数组，并以此作为该字符串是否结束的标志。有了'\0'标志后，就不必再用字符数组的长度来判断字符串的长度了。 用字符串方式赋值比用字符逐个赋值要多占1个字节，用于存放字符串结束标志'\0'。以下三种初始化的效果是一样的： char b[]={"How are you"}; char b[]="How are you"; char b[]={'H','o','w',' ','a','r','e',' ','y','o','u','\0'};同时，需要注意：字符数组可以使用在定义初始化的时候用字符串初始化，但是不能使用赋值语句整体赋值： char c[11] = "How are you"; /* 正确 */ char c[11]; c = "How are you"; /* 错误 */为了证实'\0'的存在，例如： #include int main() { int i; char c[] = "How are you!"; for (i = 0;; i++) { if (c[i] == '\0') break; } printf("%d\n", i); return 0; }最终结果输出12，代表字符数组下标为12的字符是'\0'，这与我们的理论是一致的。 字符串和字符数组C语言中没有专门的字符串变量，如果要将一个字符串存放到某一个变量中，必须使用字符数组，即用一个字符数组来存放一个字符串，数组中每个元素存放一个字符。 字符串：必须以'\0'结尾；字符数组：可以包含多个'\0'，也可以不包含'\0'。 字符串的处理函数在采用字符串方式后，字符数组的输入/输出变得更加简单方便。除了可以使用字符串对字符数组赋初值的方法外，还可以用printf()函数和scanf_s()函数一次性输入/输出一个字符数组的所有字符，而不必利用循环单个操作。 C语言提供了大量的字符串处理函数，大致可以分为字符串的输入、输出、合并、修改、比较、转换、复制、搜索几类。 在使用输入/输出的字符串函数之前，需要包含头文件stdio.h；使用其他字符串函数之前，需要包含头文件string.h； 由于没有字符串变量这个说法，所以对任何字符串的操作都是将它放在字符数组里。 字符串输入函数gets()从键盘上输入一个字符串（包括空格），赋予从字符数组起始的存储单元，直到读入一个回车符为止。回车符读入后，不作为字符串的内容，系统将自动用'\0'替换，作为字符串结束的标志。 char c[20]; gets(c); 字符串输出函数puts()将字符数组起始地址开始的第一个字符串（以'\0'结束的字符序列）输出到显示器，并将字符串结束标志'\0'自动转换成'\n'。 char c[]="Hello!"; puts(c);区分printf()与puts()、scanf_s()与gets()函数的区别： puts()函数在遇到'\0'时，会自动转换成'\n'。而printf()函数则不输出'\0'，同时也不输出'\n'；gets()函数接受字符串，读入换行符才停止。而scanf_s()函数则读入到空格或者换行符就停止。 字符串长度函数strlen()测试字符数组起始地址开始的字符串（以'\0'结束的字符序列）有效长度，此长度不包括'\0'在内。 char c[]="Hello"; printf("%d",strlen(c)); 字符串连接函数strcat() strcat(字符数组1,字符数组2);将字符数组2连接到字符数组1之后，函数值为字符数组1的起始地址。连接字符数组1和字符数组2的尾部都有一个'\0'，连接时将字符数组1后的'\0'自动取消，字符数组2后的'\0'一并连接到字符数组1后。 这里还有一个注意点： #include int main() { char c1[20] = "Hello "; /* 这里必须要指定足够的长度，否则会报错！ */ char c2[] = "World!"; printf("%s", strcat(c1, c2)); return 0; }字符数组1必须要足够长度，以便在其有效字符后能够容纳字符数组2的字符串。 字符串复制函数strcpy() strcpy(字符数组1,字符数组2);将字符数组2复制到字符数组1中去，函数值为字符数组1的起始地址。字符数组1的长度能够容纳字符数组2的长度；将字符数组2的字符串结束标志'\0'一起复制到字符数组1中去了；同时，strcpy()函数能够将字符数组2前面若干个字符复制到字符数组1中，例如： strcpy(字符数组1,字符数组2,长度); 字符串比较函数strcmp() strcmp(字符数组1,字符数组2);将两个字符数组自左向右对应的字符逐个进行比较（按照ASCII码值大小比较），直到出现不同的字符或者遇到'\0'字符为止，函数值为一个整型。具体返回的情况如下表所示： strcmp函数返回值 字符串大小情况返回值字符串1等于字符串20字符串1大于字符串21字符串1小于字符串2-1关于数组的小例子 1、杨辉三角形： #include int main() { int a[10][10],i,j; for (i = 0; i < 10; i++) { a[i][0] = 1; a[i][i] = 1; } for (i = 2; i < 10; i++) { for (j = 1; j < i; j++) { a[i][j] = a[i - 1][j - 1] + a[i - 1][j]; } } for (i = 0; i < 10; i++) { for (j = 0; j < i+1; j++) { printf("%d ", a[i][j]); } printf("\n"); } return 0; }这段程序的运行结果为： 1 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 1 1 5 10 10 5 1 1 6 15 20 15 6 1 1 7 21 35 35 21 7 1 1 8 28 56 70 56 28 8 1 1 9 36 84 126 126 84 36 9 1 请按任意键继续. . .2、找出下面程序中的错误： #include int main() { unsigned char a[256], i; for (i = 0; i < 256; i++) { a[i] = i; } return 0; }unsigned char的取值范围为0-255，当i最大为255的时候，下次循环i++，i就变成了0，造成无限循环。
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