【C语言程序设计】数组程序设计

简介: 【C语言程序设计】数组程序设计


前言

本文主要介绍了C语言中的数组程序设计。数组是在编程领域中广泛使用的数据结构,它允许我们以有序的方式存储和访问一系列元素。通过学习数组的基本概念和高级应用,您将能够更好地理解和运用C语言的数组功能。


一、数组的定义和初始化

在C语言中,我们可以使用以下方式来定义和初始化数组:

// 定义一个整型数组,并初始化元素
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
// 定义一个字符型数组,并初始化部分元素
char str[10] = "Hello";

二、数组的基本操作

2.1 访问数组元素

数组的元素可以通过下标来访问,下标从0开始。例如,要访问数组arr中的第一个元素,可以使用arr[0]。

2.2 修改数组元素

可以通过下标来修改数组中的元素值。例如,将数组arr中的第三个元素修改为10,可以使用arr[2] = 10;。

2.3 数组的遍历

通过使用循环结构,我们可以遍历数组中的所有元素,进行一系列操作。例如,可以使用for循环来遍历数组arr:

for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++) {
    // 对数组元素进行操作,例如打印
    printf("%d ", arr[i]);
}

三、数组的高级应用

3.1 多维数组

除了一维数组,C语言还支持多维数组。多维数组是由多个一维数组组成的,可以用来表示矩阵等数据结构。例如,可以通过以下方式定义一个二维数组:

int matrix[3][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};

3.2 数组作为函数参数

数组可以作为函数的参数传递,使得函数能够对数组进行操作和修改。例如,可以定义一个函数来计算数组中的元素和:

int arraySum(int arr[], int size) {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        sum += arr[i];
    }
    return sum;
}

四、程序设计

4.1 程序设计第一题

输入两个3×4矩阵a和b,求a,b之和,结果存入矩阵c中并按矩阵的形式输出。

实现代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a[3][4], b[3][4], c[3][4];
    int i, j;
    // 输入矩阵 a
    printf("输入矩阵 A:\n");
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            scanf("%d", &a[i][j]);
        }
    }
    // 输入矩阵 b
    printf("输入矩阵 B:\n");
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            scanf("%d", &b[i][j]);
        }
    }
    // 求和并存入矩阵 c
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            c[i][j] = a[i][j] + b[i][j];
        }
    }
    // 输出矩阵 c
    printf("矩阵 C = A + B:\n");
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            printf("%d ", c[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

这个程序中,我们首先定义了3个3行4列的二维数组 a、b 和 c,用于存储输入的矩阵以及求和的结果矩阵。然后通过两个嵌套的 for 循环分别输入矩阵 a 和 b。接着再定义两个嵌套的 for 循环将矩阵 a 和 b 中对应位置的值相加并存入矩阵 c 中。最后再使用两个嵌套的 for 循环按矩阵的形式输出矩阵 c。

运行结果:

4.2 程序设计第二题

输入一个4×6的整型二维数组,求数组中的最大值、最小值及平均值。

实现代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[4][6];
    int i, j;
    int max, min;
    float sum = 0;
    float average;
    // 输入二维数组
    printf("请输入4×6的整型二维数组:\n");
    for (i = 0; i < 4; i++)
    {
        for (j = 0; j < 6; j++)
        {
            scanf("%d", &arr[i][j]);
        }
    }
    // 初始化 max 和 min
    max = min = arr[0][0];
    // 求解最大值、最小值、总和
    for (i = 0; i < 4; i++)
    {
        for (j = 0; j < 6; j++)
        {
            if (arr[i][j] > max)
            {
                max = arr[i][j];
            }
            if (arr[i][j] < min)
            {
                min = arr[i][j];
            }
            sum += arr[i][j];
        }
    }
    // 求解平均值
    average = sum / (4 * 6);
    // 输出最大值、最小值、平均值
    printf("最大值: %d\n", max);
    printf("最小值: %d\n", min);
    printf("平均值: %.2f\n", average);
    return 0;
}

这个程序中,我们定义了一个4行6列的二维整型数组 arr,用于存储输入的数组。然后通过两个嵌套的 for 循环输入数组的元素,并初始化 max 和 min 的值为数组中的第一个元素。接下来再使用两个嵌套的 for 循环,遍历整个数组,更新最大值和最小值,并计算总和。最后通过除以数组的大小得到平均值,并输出最大值、最小值和平均值。

运行结果:

4.3 程序设计第三题

输入一个4×4的整型矩阵,求该矩阵的两条对角线元素之和。

实现代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[4][4];
    int i, j;
    int sum1 = 0, sum2 = 0;
    // 输入矩阵
    printf("请输入4×4的整型矩阵:\n");
    for (i = 0; i < 4; i++)
    {
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            scanf("%d", &arr[i][j]);
        }
    }
    // 求解两条对角线元素之和
    for (i = 0; i < 4; i++)
    {
        sum1 += arr[i][i];
        sum2 += arr[i][3 - i];
    }
    // 输出两条对角线元素之和
    printf("主对角线元素之和: %d\n", sum1);
    printf("副对角线元素之和: %d\n", sum2);
    return 0;
}

这个程序中,我们定义了一个4行4列的二维整型数组 arr,用于存储输入的矩阵。然后通过两个嵌套的 for 循环输入矩阵的元素。接下来再使用一个 for 循环,遍历主对角线和副对角线上的元素,累加它们的值得到两条对角线元素之和 sum1 和 sum2。最后输出两条对角线元素之和即可。

在遍历副对角线上的元素时可以使用 arr[i][3-i] 表示,其中 i 从 0 开始遍历,因为副对角线上的元素满足行 + 列 = 3 的关系。

运行结果:


总结

本文介绍了C语言中数组的基本概念和数组的常见用法。通过本文的介绍,你应该已经掌握了如何声明和初始化数组、如何遍历数组,并且知道了如何在程序设计中使用数组。掌握数组的使用对于C语言程序员来说是非常重要的,希望本文可以帮助你更好地理解和运用数组。

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