4.1 数组概念的引入（教案）-《C语言程序设计》同步教学（电子工业出版社）

教案用纸 第 4 周 总第 12 次 学时：2 教学班级： 课程：C语言程序设计 授课教师： 课题： 4.1 数组概念的引入 4.2 一维数组 4.3 二维数组 教学方法：讲授、启发 教具：常规教具 教学目标：使同学们掌握一维、二维数组的定义、初始化、引用及输入输出 教学重点：数组的定义及输入输出 教学难点：数组在实际案例中的应用 主要教学内容： 4.1 数组概念的引入 4.2 一维数组 4.2.1 一维数组的定义 4.2.2 一维数据的元素引用 4.2.3 一维数组的赋值方法 4.3 二维数组 4.3.1 二维数组的定义 4.3.2 二维数据的元素引用 4.3.3 二维数组的存储 4.3.4 二维数据的赋值方法小结： 课后回顾： 教案用纸 四个一： 提问：break以及continue语句的区别 导入：在前面各章中，我们已经学习了C语言所提供的简单数据类型，使用这些数据类型可以描述并处理一些简单的问题。然而实际需要处理的数据常常不止一个，如果仍然用基本数据类型来进行处理，就很麻烦且容易出错。例如，处理学生学习成绩，这时就可以使用数组解决这个问题。 正文： 4.1 数组概念的引入 在日常生活中，常常会遇到求一组数据的平均值、最大值、最小值等问题。例如，若求20个数的平均值，可以使用下面程序段。 int x,sum,i; for( i=0 , sum=0 ; i<20 ; i++ ) { scanf("%d" , &x); sum+=x; } 求得的sum值为所有数的和，而sum/20的值就是平均值了，但如果想求这些数的最大值、最小值或是比平均值大的数，就无能为力了。因为键盘输入的20个数在求和之后并没有被保存起来。 要解决此问题，必须将这20个数存储起来，而如果设置20个不同名字的变量对于简单变量是困难，也不容易记忆。所以我们可以使用数组来实现存储这些数据的功能。 C语言提供了一种最简单的构造类型——数组。在这种数据类型中存储的是相同类型的数据。所谓数组，就是一组类型相同的变量，它使用一个数组名标识，每个数组元素都是通过数组名和元素的相对位置（下标）来引用的，数据元素在内存中占有连续的内存单元。数组可以是一维的，也可以是多维的。 数组有两个特点。 （1）其长度是确定的，在定义的同时确定了其大小，在程序中不允许随机变动。 （2）其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型。 4.2 一维数组 4.2.1 一维数组的定义 一维数组用于存储一行或一列的数据。其定义格式如下： ( 类型符 数组名 [ 常量表达式 ] ; ) 其中类型符为数组元素的数据类型，可以是int型、float型、char型以及后面章节将要讲到的指针、结构体和共用体等各种复合数据类型。 数组名的定义符合C语言的标识符定义即可（即与普通变量名定义要求相同）。 中括号“[]”为数组定义的分界符号，中括号里面为一维数组的元素个数。常量表达式必须正整型，表示定义数组中的元素个数。 4.2.2 一维数据的元素引用 数组必须先定义后使用。C语言规定只能逐个引用数组元素，而不能一次引用整个数组。 一维数组元素的引用格式为： ( 数组名 [ 下标表达式 ] ) 例如： int x [5]; x[0]=10; 其中的x[0]就是对数组x中第一个元素的引用，上面语句功能是数组元素x[0]赋值为10。 在引用数组元素时，应注意以下几个问题。 （1）“下标表达式”可以是整型常量、整型变量或整型表达式，其值均为非负整型数据。数组下标值从0开始，数组的元素最大下标值为元素个数-1。例如： int x[5]; x[5]=10; /*错误，因为该数组最大元素为x[4]。但C语言不自动检查下标是否超范围，故必须在设计阶段从程序逻辑上保证下标不超范围。*/ （2）一个数组元素，相当于一个同类型的简单变量，可以对它进行赋值和参与各种运算。例如： x[0]=x[1]+2; /*将数组第二个元素x[1]加上2，赋值给数组的第一个元素x[0]*/ （3）数值数组作为一个整体，不能参加数据运算，只能对单个的元素进行处理。例如： int x[5],y[5]; x=y; /*错误，数组不能整体赋值给另一个数组*/ 4.2.3 一维数组的赋值方法 1．在编译时赋初值—— 一维数组的初始化 一旦定义了数组，编译程序就为数组在内存中开辟了一段连续的存储单元，其首地址由数组名标识，数组的各个元素按顺序依次存放。最初，这些存储单元中没有确定的值，需对其进行初始化。 将数组元素的初值按顺序放在一对花括号内，初值类型必须与数组元素的类型一致，各初值之间用逗号分隔。初始化列表中的值依次从数组下标为0的元素开始赋值，不能跳过前面的元素而给后面的元素赋初值。 对一维数组元素的初始化可以用以下方法实现。 int x[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}; /*所有元素全部赋初值*/ int x [10]={0,1,2,3,4}; /*部分元素赋初值*/ int x [10]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}; /*数组中全部元素赋初值为0*/ int x [10]={0}; /*数组中全部元素赋初值为0也可以写成这种形式*/ int x [10]={0*10}; /*错误写法*/ int x [ ]={1,2,3,4,5}; /*全部数组元素赋初值时，可以不指定数组长度*/ C语言除了在定义数组变量时用初值列表为数组整体赋值之外，不能在其他情况下对数组变量做整体赋值。 2．在运行时赋初值 如果未在定义数组时进行初始化，也可以在程序中使用循环语句为数组元素赋初值。 （1）指定各元素逐一输入、输出。例如： int x [10]; scanf("%d%d%d%d%d",& x[0],& x[1],& x[2],&x[3],&x[4]); printf("%d%d%d%d%d ",x[0],x[1],x[2],x[3],x[4]); （2）利用循环控制下标变化实现输入、输出。例如： int x[10],i; for(i=0;i<10;i++) scanf("%d",&x[i]); for(i=0;i<10;i++) printf("%d",x[i]); 具体使用哪种方式为数组元素进行赋值，可以由程序员根据程序需要进行设计。 4.3 二维数组 4.3.1 二维数组的定义 当数组元素的下标有两个或两个以上时，称该数组为多维数组。下标为两个时，称为二维数组；下标为三个时，称为三维数组。多维数组中使用最多是二维数组，本节主要介绍二维数组。 二维数组主要用于存放矩阵形式的数据，如二维表格等。其定义格式如下： ( 类型符 数组名[常量表达式1] [常量表达式2]; ) 其中常量表达式1是数组元素的行数，常量表达式2是数组元素的列数。与一维数组相比，二维数组的定义，除了增加了一个[常量表达式2]外，其他都一样。 例如： int a[2][3]; /*定义了一个具有2行3列的二维整型数组a，共有6个元素*/ 4.3.2 二维数据的元素引用 和一维数组元素的引用一样，二维数组元素也是通过数组名和下标来引用的，只是这里需要两个下标。 二维数组元素引用的格式为： ( 数组名 [ 行下标表达式 ] [ 列下标表达式 ] ) 例如： int a[2][3]; /*定义了一个2行3列的二维数组*/ a[1][2]=5; /*将第2行第3个元素a[1][2]赋值为5*/ 该数组a共有2×3＝6个元素，分别为： a[0][0] a[0][1] a[0][2] a[1][0] a[1][1] a[1][2] 在引用二维数组元素时需注意以下几个问题。 （1）下标同一维数组一样，可以是整型常量或是整型表达式。行下标表达式的取值范围为0～行数-1，列下标表达式的取值范围为0～列数-1。例如一个3行4列的二维数组其行下标最大值为2，列下标最大值为3。 （2）对基本数据类型的变量所能进行的各种操作，也都适合于同类型的二维数组元素。 （3）要引用二维数组的全部元素，就要遍历二维数组，通常应使用二层嵌套的for循环：一般常把二维数组的行下标作为外循环的控制变量，把列下标作为内循环的控制变量。 4.3.4 二维数据的赋值方法 1．在编译时赋初值——二维数组的初始化 对二维数组元素的初始化可以用如下方法实现。 int a[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}}; /*初值按行的顺序依次排列，每行都用花括号括起来*/ int a[2][3]={1,2,3,4,5,6}; /*不分行的初始化，为二维数组全部元素赋初值*/ int a[2][3]={1,2,3,4}; /*不分行的初始化，为二维数组前面部分元素赋初值，后面元素为默认值*/ int a[2][3]={{1,2},{4}}; /*按行为二维数组部分元素赋初值*/ int a[2][3]={1,2,3,4,5,6,7,8}; /*初值化元素个数超总元素个数，编译出错*/ int a[ ][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}; /*为全部元素初始化，可省略第一维的维数，第二维不能省略*/ int a[ ][4]={{1,3},{},{5,6,7},{8,9,10,11}}; /*省略第一维维数时，按分行赋初值，保留对应花括号*/ 2．在运行时赋初值 与一维数组特性相同，在定义变量时除了可以对二维数组赋初值外，不能用C语句对二维数组作整体赋值，只能利用循环语句对数组元素逐一赋值。例如： int x[2][3]],i,j; for(i=0;i<2;i++) for(j=0;j<3;j++) scanf("%d",&x[i][j]); 即可对二维数组的每个元素按行进行赋值。 小结： 本节主要介绍了一维数组、二维数组的定义、初始化以及引用，二维数组中元素排列的顺序是按行存放的，即在内存中先顺序存放第一行的元素，再存放第二行的元素。二维数组可被看作是一种特殊的一维数组，它的元素又是一个一维数组。 备 注 通过实例说明数组可以使问题简单化，强调数组的重要性。 重点：数组解释。 难点：通过举例说明数组中数据的存储方式，更加直观。 重点：二维数组是一维数组的特殊情况。 重点：二维数组的定义、使用及数组元素的引用与一维数组做比较讲解。 学科网（北京）股份有限公司 $$