本章学习目标

.掌握数组的概念、定义和数组元素的引用方法。
.掌握一维数组、二维数组在程序设计中的应用。
.掌握字符数组和字符串的应用。
数组是C语言提供的一种构造类型数据,用来有效地处理一批同类型的相关数据。数
组是一组相同类型数据的有序集合,每一个数据称为数组元素,这些数组元素有一个共同的
名字即数组名,不同元素由其在数组中的序号即下标(从0开始编号)标识。本章介绍数组
的概念、定义和数组元素的引用方法,以及一维数组、二维数组、字符数组和字符串在程序设
计中的应用。

5.一维数组的定义和引用
1 

C语言中,变量必须先定义,然后才能使用。数组也一样,在使用数组前要对它加以定
义。数组定义的主要目的是确定数组的名称、数组的大小和数组的类型。

数组是一组相同类型数据的有序集合,每一个数据称为数组元素,这些数组元素有一个
共同的名字称为数组名,不同元素由其在数组中的序号即下标来标识。用1个下标确定元
素的数组称为一维数组,用2个下标确定元素的数组称为二维数组,用3个及3个以上下标
确定元素的数组称为多维数组。C程序中用得比较多的是一维数组和二维数组,5.

1节先介
绍一维数组,5.

2节将介绍二维数组。

1.一维数组的定义
5.1 
一维数组定义的一般形式为: 


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数组类型 数组名[常量表达式]; 
其中,数组类型为C语言的类型说明符,标识数组元素的类型;数组名由用户指定,但必须符
合C语言标识符命名规则;常量表达式应为正整数常量,表示数组的长度即数组元素的个
数;[]是数组的标识。
数组定义后,C语言编译系统就在计算机内存中为数组分配一块连续的存储空间,用来
依次存放数组中各元素的值。
例如: 
int a[10]; 
表示定义了数组a,数组的类型是int,该数组包含10个元素,分别是a[0]、a[1]、a[2]、a[3]、
a[4]、a[5]、a[6]、a[7]、a[8]、a[9],每一个元素可以用来表示一个int类型的数据,C编译系
统在内存中为int类型数组a分配10*sizeof(int)字节的连续空间,作为这10个元素的存储
区域,数组名a同时表示这一片连续存储空间的开始地址。
数组定义时需要注意,数组长度的定义不能用变量。例如: 
int n=10, a[n]; 
是错误的。
在定义数组的同时,也可以同时为数组元素赋初值,称为数组的初始化。例如: 
int a[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; 
则C语言在为数组分配存储单元的同时,还为数组各元素赋初值,a[0]的初值为1、a[1]的初
值为2、……、a[8]的初值为9、a[9]的初值为10。
一维数组的初始化有以下几点规则: 
(1)如对数组的所有元素赋初值,则可以不指定数组的长度。
例如: 
int a[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; 
与上面数组a的定义等价,这时数组的长度根据初值的个数确定。
(2)如对部分元素赋初值,则从数组第一个元素起按顺序给出初值,未赋初值的数值类
型数组元素初值为0、字符型数组元素初值为\' 0'。
例如: 
int a[10]={1,2,3}; 
使a数组前3个元素的值依次为1、2、3,其余元素值为0。 
char b[5]={'+','-'}; 
使b数组前两个元素的值依次为'+'、'-',其余元素值为\' 0'。

95 
(3)初值的个数不能多于数组长度。
例如:语句inta[5]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};是错误的。
5.1.2 一维数组元素的引用
数组定义后,就可以在程序中使用了。对数组的使用是通过引用数组元素实现的,不能
将数组作为一个整体加以引用。一维数组元素的引用方式如下: 
数组名[下标表达式] 
下标表达式可以是整型表达式或字符型表达式,其取值范围是0~数组长度-1。一个
数组元素就是一个变量,称为下标变量。
例如: 
int a[10]; //数组定义
a[0]=5; //第1 个元素赋值为5 
a[1]=2*a[3/4]; //第2 个元素值为2*a[0],即10 
a[5]=a[3%2]+a['f'-'e']; //第6 个元素值为a[1]+a[1],即20 
【例5.1】 用数组求斐波那契数列前40项,并打印输出。
程序设计分析:斐波那契数列的前两个数是1、1,第三个数是前两个数的和,以后的每
个数都是其前两个数的和。即: 
F1=1 (n=1) 
F2=1 (n=2) 
Fn=Fn-1+Fn-2 (n ≥3) 
#include <stdio.h> 
void main() 
{ 
int i; 
long int f[40]={1,1}; 
for(i=2;i<40;i++) //第5 行 
f[i]=f[i-2]+f[i-1]; 
for(i=0;i<40;i++) 
{ 
if(i%5==0) printf("\n"); //第8 行 
printf("%10ld",f[i]); 
} 
}
程序运行:

96 
1 1 2 3 5 
8 13 21 34 55 
89 144 233 377 610 
987 1597 2584 4181 6765 
10946 17711 28657 46368 75025 
121393 196418 317811 514229 832040 
1346269 2178309 3524578 5702887 9227465 
14930352 24157817 39088169 63245986 102334155 
程序说明:数组f的前两个元素f[0]、f[1](注意C语言数组的下标从0开始)通过初
始化赋初值,所以第5行的循环语句i从2起;程序第8行的if语句用于控制每一行输出5 
个数。
【例5.2】 编程,输入一个班级学生(不多于50人)的一门功课成绩,计算平均成绩,并
统计高于平均成绩的学生人数。 
#include <stdio.h> 
void main() 
{ 
float score[50],sum=0,aver; 
int i,n,k=0; 
printf("请输入学生人数:\n"); 
scanf("%d",&n); 
printf("请输入%d 个学生成绩:\n",n); 
for(i=0;i<n;i++) //第8 行 
{ 
scanf("%f",&score[i]); 
sum+=score[i]; 
} 
aver=sum/n; 
for(i=0;i<n;i++) //第13 行 
if(score[i]>=aver) k++; 
printf("平均成绩:%.2f\t 高于平均分人数:%d\n",aver,k); 
}
程序运行: 
请输入学生人数: 
10 ↙ 
请输入10 个学生成绩: 
60 70 65 75 78 90 54 77 93 68 ↙ 
平均成绩:73.00 高于平均分人数:5 
程序说明:要处理的数据个数不确定,但有一个范围,即不多于50个,因此所定义的数

97 
组长度为50。实际所处理的数据要根据人数n决定,n在运行时首先输入。第8行的循环
语句用来输入学生成绩和求成绩累加和,score[i]为数组元素,相当于一个普通变量,它的地
址为&score[i];第13行的循环语句用来统计高于平均成绩的人数。
初学者往往将这类问题的数组按下面的方法定义: 
float sum=0,aver; 
int i,n,k=0; 
printf("请输入学生人数:\n"); 
scanf("%d",&n); 
float score[n]; 
这是不行的,数组长度的定义不能用变量。
5.2 二维数组的定义和引用
二维数组的每个数据有行列之分,用两个下标标识一个数组元素,适合于矩阵处理等应
用。二维数组的每一行元素其实就是一个一维数组,所以二维数组也被称作“数组的数组”。
5.2.1 二维数组的定义
与一维数组相同,二维数组也必须先定义,后使用。二维数组定义形式为 
数组类型数组名[常量表达式] [常量表达式]; 
其中:数组类型为C语言的类型说明符,标识数组元素的类型;数组名也由用户命名;常量
表达式应为正整数常量,第一个常量表达式表示数组的行数,第二个常量表达式表示每一行
的元素个数;[]是数组的标识。
例如: 
float a[3][4]; 
表示定义了二维数组a,数组的类型是float,该数组包含3行4列共12个元素,分别是
a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]、a[1][0]、a[1][1]、a[1][2]、a[1][3]、a[2][0]、
a[2][1]、a[2][2]、a[2][3],每一个元素可以用来表示一个float型的数据,C语言编译系
统在内存中为float型数组a分配3*4*sizeof(float)字节的连续空间,作为这12个元素的
存储区域。
同样,不能用变量定义数组长度。如intn=3,m=4,a[n][m];是错误的;另外在定义
二维数组时,行列长度要分别用一对方括号括起来,写成inta[3,4]是不正确的。
定义数组后,C语言编译系统就在计算机内存中为二维数组分配一块连续的存储空间, 
各元素在该区域内的存放顺序为以行为主序存放,即先依次存放第1行各元素,再依次存放
第2行各元素,以此类推。

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在定义二维数组的同时也可以初始化各数组元素,方法与一维数组初始化相似,格式
如下: 
二维数组定义={{表达式列表1},{表达式列表2},… } 
或 
二维数组定义={表达式列表} 
第一种方法按行初始化,将表达式列表1中的数值给数组的第一行、表达式列表2中的
数值给数组的第二行、……;第二种方法将所有初始化数据写在一对大括号内,自动按行初
始化,没有初始化到的数组元素值为0。
例如: 
int a[3][4]={{1,2,3},{4,5}}; 
则为数组a第1行各元素a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]依次赋值1、2、3、0;为第2 
行各元素a[1][0]、a[1][1]、a[1][2]、a[1][3]依次赋值4、5、0、0;而第3行各元素初值均
为0。
当对二维数组初始化时,可以省略数组定义中的第一维长度,此时数组行数由初始化数
据的个数和列数决定。例如: 
inta[][4]={{1,2},{3,4,5},{6}};与inta[3][4]={{1,2},{3,4,5},{6}};等价。
intb[][3]={1,2,3,4,5,6,7};表示数组b是3行3列数组。
而inta[][]={1,2,3,4,5,6};不正确,不能确定每一行数组元素的个数。
本节开始时讲过,二维数组是“数组的数组”,每一行元素就是一个一维数组。例如: 
float a[3][4]; 
定义了3行4列的二维数组,它由三个一维数组组成,即
(1)a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3],数组名a[0]。
(2)a[1][0]、a[1][1]、a[1][2]、a[1][3],数组名a[1]。
(3)a[2][0]、a[2][1]、a[2][2]、a[2][3],数组名a[2]。
5.2.2 二维数组元素的引用
与一维数组相同,二维数组也是由一组相同类型的元素组成的,每一元素是一个下标变
量,对这些变量的引用和操作与一维数组相似。二维数组元素的引用方式为 
数组名[下标表达式1][下标表达式2] 
其中,下标表达式1和下标表达式2为整型表达式或字符型表达式,取值应限制在0~行长
度-1和0~列长度-1。
例如,有定义:

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int x[2][3]; 
则数组元素为x[0][0]、x[0][1]、x[0][2]、x[1][0]、x[1][1]、x[1][2]。每一元素是一个整
型变量,可以参加相应运算。如: 
scanf("%d",&x[0][0]); //输入数组元素x[0][0]的值
x[1][3-1]=x[0][0]%10; //将x[0][0]的个位数赋值给x[1][2] 
x[1][2]++; //x[1][2]自增1 
【例5.3】 矩阵转置。
程序设计分析:矩阵转置即行列互换,原矩阵第i行数据转置后变成第i列。用二维数
组表示矩阵,矩阵的转置操作就是将数组元素a[i][j]与a[j][i]互换。程序如下: 
#define N 4 
#include <stdio.h> 
void main() 
{ 
float a[N][N],temp; 
int i,j; 
for(i=0;i<N;i++) //双重循环读入二维数组各元素 
for(j=0;j<N;j++) 
scanf("%f",&a[i][j]); 
for(i=0;i<N;i++) //第10 行,这一双重循环完成行列互换 
for(j=0;j<i;j++) 
{ temp=a[i][j]; a[i][j]=a[j][i]; a[j][i]=temp; } 
for(i=0;i<N;i++) //输出转置后的矩阵 
{ 
for(j=0;j<N;j++) 
printf("%8.2f",a[i][j]); //以行列对齐格式输出处理后的矩阵 
printf("\n"); //输出一行后换行 
} 
}
程序说明:本程序完成二维数组a的行列互换,由第10行所在的嵌套循环完成,注意第
10行开始的双重循环,内循环条件为j<i,不能写成j<N,否则转置两次后矩阵恢复原样, 
内循环for语句也可以写成for(j=i+1;j<N;j++)。
【例5.4】 找出二维数组的最大值并与最后一个元素进行交换。
程序设计分析:本程序所要完成的主要功能是要找出二维数组中的最大值及它所在的
行、列号。在查找二维数组的最大值时,首先取第一个元素为存放最大值变量的初始值,然
后逐一与其他元素比较,重新记录最大值,并记录下它们的行、列号,比较完所有元素就可确
定最大值以及它所在的位置,再与数组中的最后一个元素交换即可。程序如下:

1 00 
#define M 3 
#define N 4 
#include <stdio.h> 
void main() 
{ 
float a[M][N],max; 
int i,j,maxi,maxj; 
for(i=0;i<M;i++) 
for(j=0;j<N;j++) 
scanf("%f",&a[i][j]); //输入数据 
max=a[0][0]; //第11 行 
maxi=maxj=0; //第12 行 
for(i=0;i<M;i++) //第13 行 
for(j=0;j<N;j++) 
if(max<a[i][j]) 
{ max=a[i][j]; maxi=i; maxj=j; } 
a[maxi][maxj]=a[M-1][N-1]; 
a[M-1][N-1]=max; 
for(i=0;i<M;i++) 
{ 
for(j=0;j<N;j++) 
printf("%8.2f",a[i][j]); 
printf("\n"); 
} 
}
程序说明:在查找一组数中的最大值时,需要设置相应变量的初始值,作为比较的基
础。由于一组数中的最大值肯定是这组数中的某一个,在程序设计时往往先假定第1个数
是最大数,程序第11、12行完成此功能,注意所赋的初值必须是这组数据之一,不能是无关
的常量。如第11行写成max=0;,会有什么样的结果? 请读者自己思考。
程序第13行开始的双重循环完成查找过程,第15行if语句在查找到目前为止的最大
值时,改变max值,同时要记录下它的位置即行、列号,否则最后无法确定它的位置;程序最
后是交换和输出整个二维数组的全体元素。
5.3 字符数组
5.3.1 字符数组的定义和使用 
字符数组是元素类型为字符型的数组,字符数组的每一个元素可以存放一个字符。字
符数组也有一维、二维等。

1 01 
字符数组的定义、初始化和引用方法与前面介绍的其他类型的数组是类似的。
例如: 
char a[10]; a[0]='C';a[1]='H';a[2]='I';a[3]='N';a[4]='A'; 
定义了长度为10的字符数组,对前5个元素进行了赋值。
此时数组a的内存形式如图5.1所示,未被赋值的数组元素值不确定。
图5.1 未被赋值的数组元素值不确定
字符数组在定义的同时也可以初始化数组元素,例如: 
char a[10]={'C','H','I','N','A'}; 
前5个元素被依次初始化为'C'、'H'、I' '、'N' 和'A',后5个元素都被初始化为\' 0'。数组a 
的内存形式如图5.2所示。
图5.2 后面的元素被初始化为\' 0' 
5.3.2 字符数组和字符串
1.字符串 
字符串是一个用双引号括起来的以'\0'结束的字符序列,其中的字符可以包含字母、数
字、其他字符、转义字符、汉字(一个汉字占2字节)。
字符串在内存存放时自动在最后加上一个ASCII码值为0的字符即\' 0',此字符被称为
字符串结束标识。C语言中利用字符数组来表示字符串,在字符串处理时不以字符数组的
长度为准,而是检测字符\' 0' 判别字符串是否处理完毕。
定义字符数组时可用字符串初始化字符数组,例如: 
char c[6]={"CHINA"}; 或 char c[6]="CHINA"; 
用字符串初始化字符数组时最后自动添加字符串结束标识\' 0',上面的两种定义和初始
化方式等价于: 
char c[6]={'C','H','I','N','A','\0'};

1 02 
此时,数组c的内存形式如图5.3所示。
图5.3 用字符串初始化字符数组
几点注意事项如下: 
(1)数组的长度必须比字符串的元素个数多1,用以存放字符串结束标识'\0'。如定义
语句charc[5]="CHINA";是错误的。
(2)用字符串初始化字符数组时,可以省略数组长度的定义,如charc[]="CHINA"。
(3)数组名是地址常量(它表示C语言编译系统分配给该数组连续存储空间的首地址, 
详见第10章),不能将字符串直接赋给数组名。
例如:charc[6];c="CHINA";是错误的。
(4)字符串到第一个\' 0' 结束。
例如:charc[]="abc\0xyz";则数组c的长度为8,而其中存放的字符串为“abc”。
前面介绍的一维字符数组中可以存放一个字符串,如有若干个字符串则可以用多个一
维字符数组或一个二维字符数组来存放。一个n×m 的二维字符数组可以理解为由n个一
维数组所组成,可以存放n个字符串,每个字符串的最多字符个数为m-1,因为最后还要存
放字符串的结束标识\' 0'。
例如: 
char str[3][9]={"HangZhou","ShangHai","Beijing"}; 
定义了一个二维字符数组str,在内存中的存放形式如图5.4所示。
图5.4 定义数组str后的内容
数组str可以理解为由3个一维字符数组str[0]、str[1]、str[2]组成,它们分别相当于
一个一维字符数组名,分别表示3个字符串的起始地址。所以,在引用二维字符数组str时, 
既可以与其他二维数组一样引用它的每一个元素str[i][j](0≤i≤2、0≤j≤8),也可以用
str[0]、str[1]、str[2]作为参数使用字符串处理函数对其中的每一个字符串进行处理。
2.字符数组的输入输出
字符数组的输入输出有以下两种方法。
1)逐个字符的输入输出
用字符输入函数getchar、字符输出函数putchar、格式化输入输出函数scanf/printf的