8 数组

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变量：变量分为两种

分类 说明
标量（scalar） 标亮具有保存单一数据项的能力
聚合（aggregate） 存储数值的集合（数组(array)和结构(structure)）

8.1 一维数组

说明：数组是含有多个数据值的数据结构，并且每个数据之具有相同的数据类型。这些数据类型的值被称为元素（element）。
声明数组：需要说明数组元素的类型(任何类型)和数量（任何整数常量表达式）。

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int a[10];

技巧：因为程序后面变化时可能需要调整数组的长度，所以较好的方法是用宏来定义数组的长度。

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#define N 10
int a[N];

8.1.1 数组下标

说明：为了存取特定的数组元素，可以在写数组名的同时在后迷呐加上一个用方括号围绕的整数值（称这是对数组进行下标（subsvripting）或索引（indexing））。
注意：

  • a[i]的表达式格式是左值，所以数组元素可以和普通变量一样使用
  • 在调用scanf函数读取数组元素时，就像对待普通变量一样，必须使用取地址符号&。
  • c语言不要求检查下标的范围，当下标超出范围时，程序可能执行不可预知的行为。
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int a[10], i;
//对某些编译器来说，这个表面上正确的for语句却产生了一个无限循环
//如果i在内存中的位置在a[9]后面，那么修改a[10]其实是修改了i，使i变为0
for(i = 0; i < 10; i++){
		a[i] = 0;	
}

技巧：避免数组下标的副作用。

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//不确定的做法
while(i < N){
	a[i] = b[i++];//i有可能会在复制发生之前就进行自增，导致两个数组错位
}
//安全的做法
for(i = 0; i < N; i++){
	a[i] = b[i];
}
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a[0] = 1;
printf("%d\n", a[5]);
++a[i];

//清空数组
for(i = 0; i < N; i++){
	a[i] = 0;
}

//读取数组元素
for(i = 0; i < N; i++){
	scanf("%d", &a[i]);
}

//求和
for(i = 0; i < N; i++){
	sun += a[i];
}

8.1.2 程序：数列反向

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/**
 * Reverse a series of numbers
 */
#include <stdio.h>
 #define N 10
 int main(){
 	int a[N], i;

 	printf("Enter %d numbers:", N);
 	for (i = 0; i < N; ++i){
 		scanf("%d", &a[i]);
 	}
 	printf("In reverse order:");
 	for(i = N-1; i >= 0; --i){

 		printf(" %d", a[i]);
 	}
 	printf("\n");

 	return 0;
 }
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$ ./reverse
 Enter 10 numbers:10
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 In reverse order: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

8.1.3 数组初始化

常量表达式列表规则：

  • 列表用{}括起来，内部数值用,分隔
  • 初始化式完全为空或比数组长度长是非法的，但可以比数组短，此时数组中生育的元素赋值为0
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//完整的格式
int a[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

//省略数组的长度，此时编译器会利用初始化式的长度确定数组的大小
int a[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

//初始化式比数组长度短
int a[10] = {1,2,3,4,5,6};//{1,2,3,4,5,6,0,0,0,0};

//全部数组元素初始化为0
int a[10] = {0};//{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}

8.1.4 程序：检查数中重复出现的数字

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/**
 * Checks numbers for repeated digits
 */
#include <stdio.h>
 #define TRUE 1
 #define FALSE 0

 typedef int Bool;

 int main(){
 	Bool digit_seen[10] = {0};
 	int digit;
 	long int n;

 	printf("Enter a number:");
 	scanf("%ld", &n);

 	while(n > 0){
 		//取个位数
 		digit  = n % 10;
 		//检查个位数是不是已经有过一个了，是的话终止循环
 		if(digit_seen[digit]){
 			break;
 		}
 		//以当前个位数作为索引将对应数字元素的值改为TRUE
 		digit_seen[digit] = TRUE;
 		n /= 10;
 	}
 	if(n>0){
 		//n>0说明至少有一个数字发生了重复
 		printf("Repeated digit\n\n");
 	}else{
 		printf("No repeated digit\n\n");
 	}
 	return 0;
 }
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./repdigit 
Enter a number:12345677
Repeated digit

8.1.5 对数组使用sizeof运算符

用途：

  • 计算数组的字节数
  • 计算数组中每个元素的字节数
  • 利用上面的结果计算数组的长度
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for(i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[10]); i++){
  a[i] = 0;
}

利用宏：简化用sizeof计算数组长度。更加有效的方式是使用带参数的宏。

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#define SIZE (sizeof(a) / sizeof(a[0]))
for(i = 0; i < SIZE; i++){
  a[i] = 0;
}

8.1.6 程序：计算利息

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/**
 * Prints a table of compound interest
 */
#include <stdio.h>
 #define NUM_RATES (sizeof(value) / sizeof(value[0]))
 #define INITIAL_BALANCE 100.00

 int main(){
 	int i, low_rate, num_years, year;
 	float value[5];

 	printf("Enter interest rate:");
 	scanf("%d", &low_rate);
 	printf("Enter number of years:");
 	scanf("%d", &num_years);

 	//表格标题行
 	printf("\nYears");
 	for(i = 0; i < NUM_RATES; i++){
 		printf("%6d%%", low_rate + i);//两个%%代表要显示%字符串
 		value[i] = INITIAL_BALANCE;
 	}
 	printf("\n");
 	//各个利率下逐年100美金的价值
 	for(year = 1; year <= num_years; year++){
 		printf("%3d    ", year);
 		for(i = 0; i < NUM_RATES; i++){
 			value[i] += (low_rate+i) / 100.0 * value[i];
 			printf("%7.2f", value[i]);
 		}
 		printf("\n");	
 	}
 	return 0;
 }
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$ ./interest                            
 Enter interest rate:5
 Enter number of years:6

 Years     5%     6%     7%     8%     9%
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  2     110.25 112.36 114.49 116.64 118.81
  3     115.76 119.10 122.50 125.97 129.50
  4     121.55 126.25 131.08 136.05 141.16
  5     127.63 133.82 140.26 146.93 153.86
  6     134.01 141.85 150.07 158.69 167.71

8.2 多维数组

语法：m[i][j]
注意：不能把m[i][j]写为m[i, j]。c语言把逗号看成是逗号运算符，所以m[i,j]等同于m[j]。
地位：和其它编程语言中的多位数组相比， c语言中的多位数组扮演的角色相对较弱，这主要是因为c语言为存储多维数组提供了更加灵活的方法：指针数组。

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#define N 10
float ident[N][N];
int row, col;
for(row = 0; row < N; row++){
	for(col = 0; col < N; col++){
		if(row == col){
			ident[row][col] = 1.0;
		}else{
			ident[row][col] = 0.0;
		}
	}
}

8.2.1 多为数组的初始化

说明：通过嵌套一维初始化式的方式可以产生二维数组的初始化式。
规则：c 语言提供了多种方法来缩写初始化式。

  • 如果初始化式不大到足以填满整个多位数组，那么数组中剩余的元素会被赋值为0。
  • 如果内层的列表不大到足以填满数组的一行，那么慈航的剩余元素会被初始化为0。
  • 可以忽略掉内层的大括号
    注意：在多维数组中忽略掉内层的大括号可能很危险，此外省略括号会引起某些编译器产生警告信息。
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//行数不足
int m[5][9] = {{1,1,1,1,1,1,1,1,1},
			   {1,1,1,1,1,1,1,1,1},
			   {1,1,1,1,1,1,1,1,1},
			   {1,1,1,1,1,1,1,1,1}};
//列数不足
int m[5][9] = {{1,1,1,1,1,1},
			   {1,1,1,1,1,1},
			   {1,1,1,1,1,1},
			   {1,1,1,1,1,1},
			   {1,1,1,1,1,1}};
//忽略内层的大括号
int m[5][9] = {1,1,1,1,1,1,1,1,1,
			   1,1,1,1,1,1,1,1,1,
			   1,1,1,1,1,1,1,1,1,
			   1,1,1,1,1,1,1,1,1,
			   1,1,1,1,1,1,1,1,1};

8.2.2 常量数组

语法：const 类型 数组名[]
说明：程序不应对声明为const的数组进行修改。

  • 表明程序不会修改数组
  • 告知不打算修改数组对编译器发现错误是很有帮助的

8.2.3 发牌

相关函数：

函数 所属库 说明
time time.h 返回当前的时间，且这个时间是被编码成单独的数。
srand stdlib.h 初始化c语言的随机数生成器
rand stdlib.h 在每次调用时会产生一个显然随机的数 
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/**
 * Deals a random hand of cards
 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define NUM_SUITS 4
#define NUM_RANKS 13
#define TRUE 1
#define	FALSE 0

typedef int Bool;

int main(){
	Bool in_hand[NUM_SUITS][NUM_RANKS] = {{0}};
	int num_cards, rank, suit;
	const char rank_code[] = {'2','3','4','5','6','7','8','9','t','j','q','k','a'};
	const char suit_code[] = {'c', 'd', 's', 'h'};
	srand((unsigned)time(NULL));
	printf("Enter number of cards in hand:");
	scanf("%d", &num_cards);
	
	printf("Your hand:");
	while(num_cards > 0){
		suit = rand() % NUM_SUITS;//检出随机的花面
		rank = rand() % NUM_RANKS;//检出随机的纸牌等级
		//如果某张牌已经发出去过，则不能再发同样的牌，应当重新发
		if(!in_hand[suit][rank] == TRUE){
			in_hand[suit][rank] = TRUE;
			num_cards--;
			printf(" %c%c", rank_code[rank], suit_code[suit]);
		}
	}
	printf("\n");
	return 0;

}
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$ ./deal                        
 Enter number of cards in hand:10
 Your hand: 5s 6d th 9c 6s qs 7c 9d kh 2d