《高级语言程序设计教学课件》第6章数组

《高级语言程序设计教学课件》第6章数组目录•数组的基本概念•数组的声明与初始化•数组的运算•数组的应用•数组的常见错误与调试•数组的进阶知识数组的基本概念01数组的定义数组是一种线性数据结构，用于存储具有相同数据类型的元素集合数组中的每个元素通过索引进行访问和操作数组由固定大小的相同类型元素组成，每个元素在数组中都有一个唯一的索引，用于标识其在数组中的位置数组的特性固定大小索引访问相同类型一旦创建，数组的大小就不能改数组中的每个元素通过索引进行数组中的所有元素必须是相同的变数组的大小在声明时确定，访问，索引从0开始计数通过索数据类型，这有助于提高代码的并在整个生命周期内保持不变引可以快速访问和修改数组中的可读性和可维护性元素数组的分类一维数组只包含一个维度的数组，是最简单的数组形式一维数组可以看作是线性数据结构，只包含行或列多维数组包含两个或更多维度的数组多维数组可以表示更复杂的数据结构，如矩阵、立方体等二维数组可以看作是平面数据结构，由行和列组成；三维及更高维度的数组可以表示更复杂的三维空间数据结构数组的声明与初始化02数组的声明•数组的声明是指在程序中定义一个数组的过程，包括确定数组的名称、类型和大小在高级语言中，数组的声明通常使用关键字“array”或“[]”例如，在C语言中，可以声明一个整型数组如下intarray

[10];数组的声明

1.确定数组的类型

2.确定数组的大小根据需要存储的数据类型，选择相应的数据类数组的大小需要在声明时确定，并且一旦声明型后不能更改

3.考虑内存分配根据数组的大小，程序需要在内存中为数组分配相应的空间数组的初始化•数组的初始化是指在声明数组的同时，为数组的元素赋值的过程在高级语言中，数组的初始化可以在声明时进行，也可以在程序的其他部分进行数组的初始化

1.全部初始化为同一个值可以使用一个常量表达式来初始化整个数组，使每个元素都赋值为该常量例如，int array

[5]={5};

2.分开初始化可以分别对每个元素进行初始化例如，int array

[5]={1,2,3,4,5};数组的初始化•部分初始化只对部分元素进行初始化，其余元素将自动初始化为0或其他默认值例如，intarray

[5]={1,2};数组的初始化01数组的初始化需要注意以下几点

021.初始化的值必须是常量表达式，不能是变量或表达式

032.初始化的值的类型必须与数组的类型一致

043.初始化的值的个数不能超过数组的大小数组的赋值•数组的赋值是指将一个数组的值复制到另一个数组的过程在高级语言中，可以使用循环结构或函数来实现数组的赋值数组的赋值

1.使用循环结构逐个赋值可以使用循环结构遍历源数组的每个元素，并将其赋值给目标数组的相应元素例如，for循环可以实现将一个整型数组的值复制到另一个整型数组中

2.使用函数进行赋值一些高级语言提供了用于数组赋值的函数，如C语言中的memcpy函数可以将一个数组的内容复制到另一个数组中数组的赋值01数组的赋值需要注意以下几点

021.目标数组必须有足够的空间来容纳源数组的数据

032.赋值过程中要注意数据类型的匹配和溢出问题数组的运算03一维数组的运算数组的赋值将一个值赋给数组中的某个元素，可以通过索引直接赋值数组的加法将两个数组对应位置的元素相加，得到一个01新的数组数组的减法将一个数组对应位置的元素减去另一个数组02对应位置的元素，得到一个新的数组数组的乘法03将一个数组对应位置的元素乘以另一个数组对应位置的元素，得到一个新的数组04多维数组的运算多维数组的加法多维数组的减法A B将两个多维数组对应位置的元素相加，得到一将一个多维数组对应位置的元素减去另一个新的多维数组个多维数组对应位置的元素，得到一个新的多维数组多维数组的乘法多维数组的转置C D将一个多维数组对应位置的元素乘以另一个将多维数组的行列互换，得到一个新的多维多维数组对应位置的元素，得到一个新的多数组维数组特殊类型的数组运算排序01将数组中的元素按照从小到大的顺序排列，可以使用各种排序算法实现查找02在数组中查找某个元素的位置，可以使用二分查找等算法实现统计03统计数组中某个元素的个数，可以使用循环遍历实现数组的应用04数组在排序中的应用冒泡排序通过相邻元素之间的比较和交换，将较大的元素逐渐“冒泡”到数组的末尾，从而实现排序选择排序在未排序的序列中找到最小（或最大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后再从剩余未排序元素中继续寻找最小（或最大）元素，然后放到已排序序列的末尾以此类推，直到所有元素均排序完毕插入排序将数组分为已排序和未排序两部分，初始时已排序部分包含一个元素，之后从未排序部分取出元素，并在已排序部分找到合适的插入位置插入，并保持已排序部分一直有序，重复此过程，直到未排序部分元素为空数组在查找中的应用线性查找从数组的第一个元素开始，逐个比较，直到找到目标元素或遍历完整个数组二分查找在已排序的数组中，通过不断将数组分成两半的方式进行查找，每次比较目标元素与中间元素的顺序，缩小查找范围，直到找到目标元素或查找范围为空哈希查找通过将键值映射到数组下标的方式进行查找，时间复杂度为O1数组在数据结构中的应用数组作为线性表的实数组作为哈希表实现数组作为优先队列实现现线性表是一种具有固定数量元素哈希表是一种通过关键码值（Key）优先队列是一种数据结构，其中的数据结构，可以通过数组来实直接访问的数据结构，可以使用每个元素都有一个优先级，优先现数组来实现通过计算关键码值级最高的元素最先出队可以使的哈希值，确定元素在数组中的用数组来实现优先队列，通过维位置护一个有序的数组来保证优先级最高的元素位于数组的开头数组的常见错误与调试05数组越界错误要点一要点二要点三总结词详细描述调试方法数组越界错误是指程序中访问数组元数组越界错误通常是由于编程时对数在编写代码时，应仔细检查数组的索素时超出了数组的实际范围，导致访组的索引计算错误或逻辑错误引起的引计算和循环条件，确保不会超出数问到无效的内存地址或未定义的行为例如，当使用for循环遍历数组时，如组的范围同时，可以使用调试工具果循环条件设置不当，可能会导致数逐步执行代码，观察变量的值和内存组越界此外，数组下标从0开始，地址，以便及时发现和修复越界错误如果访问下标超出数组长度的元素，也会导致越界错误数组初始化错误总结词01数组初始化错误是指程序中数组在使用之前未被正确地初始化，导致数组中的元素值不确定或为垃圾值详细描述02在C语言中，如果声明了一个数组但没有初始化，则数组中的元素值是不确定的这可能会导致程序在后续的运算中出现意外的结果或崩溃为了避免这种错误，应该在使用数组之前对其进行初始化，将其所有元素设置为一个确定的值调试方法03在编写代码时，应确保在使用数组之前对其进行初始化可以使用调试工具检查数组的初始值，确保所有元素都被正确地设置同时，也可以使用静态代码分析工具来检查代码中是否存在未初始化的变量数组赋值错误总结词详细描述调试方法数组赋值错误是指程序中给数组元素数组赋值错误通常是由于编程时对数在编写代码时，应仔细检查给数组元赋值时出现了问题，导致数组中的值组元素的赋值逻辑错误或计算错误引素赋值的逻辑和计算过程，确保赋值不正确或出现意外的结果起的例如，在给数组元素赋值时，操作正确无误可以使用调试工具逐可能会将一个较大的值赋给一个较小步执行代码，观察变量的值和内存地的变量，导致溢出或截断此外，如址，以便及时发现和修复赋值错误果使用错误的运算符或表达式给数组同时，也可以使用静态代码分析工具元素赋值，也可能会导致赋值错误来检查代码中是否存在潜在的赋值问题数组的进阶知识06动态数组010203动态数组的概念动态数组的创建动态数组的释放动态数组是在运行时根据需要动态分在高级语言中，可以使用特定的函数使用完动态数组后，需要手动释放其配内存空间的数组与静态数组不同，或关键字来创建动态数组例如，在占用的内存空间，以避免内存泄漏动态数组的大小可以在程序执行期间C中可以使用`new`运算符，在Java中在C中，可以使用`delete`运算符，在改变可以使用`ArrayList`类Java中可以使用`ArrayList`类的`clear`方法字符串与字符数组字符串与字符数组的关系字符串实际上是一个字符数组，其中包含了一系列字符字符串通常以空字符0结尾，以标识字符串的结束字符串的长度可以使用特定函数来获取字符串的长度例如，在C语言中，可以使用`strlen`函数来获取字符串的长度字符串的输入输出可以使用标准输入输出函数来读取和输出字符串例如，在C语言中，可以使用`scanf`和`printf`函数来读取和输出字符串数组的高级应用查找算法在数组中查找特定元素或子串也是常见的应用场景排序算法常见的查找算法包括线性查找、二分查找等数组是实现排序算法的基础数据结构常见的排序算法包括冒泡排序、选择排序、插入矩阵运算排序、快速排序等矩阵是一种特殊的二维数组，广泛应用于数学、物理和工程领域矩阵运算包括加法、减法、乘法等操作谢谢聆听。