在許多程序中,數組很重要。數組可以作為一種存儲多個相關項的便利方式。
數組(array)是按順序存儲的一系列類型相同的值,如10個char類型的字符或15個int類型的值。整個數組有一個數組名,通過整數下標訪問數組中單獨的項或元素(element)。例如,以下聲明:
float debs[20];
聲明debts是一個內含20個元素的數組,每個元素都可以存儲float類型的值。數組的第1個元素是debts[0],第2個元素是debts[1],以此類推,直到debts[19]。注意,數組元素的編號從0開始,不是從1開始。可以給每個元素賦float類型的值。例如,可以這樣寫:
debts[5] = 32.54;
debts[6] = 1.2e+21
實際上,使用數組元素和使用同類型的變量一樣。例如,可以這樣把值讀入指定的元素中:
scanf("%f", &debts[4]); //
這里要注意一個潛在的陷阱:考慮到影響執行的速度,C編譯器不會檢查數組的下標是否正確。下面的代碼,都不正確:
debts[20] = 88.32; // no such array element
debts[33] = 828.12; // no such array element
編譯器不會查找這樣的錯誤。當運行程序時,這會導致數據被放置在已被其他數據占用的地方,可能會破壞程序的結果甚至導致程序異常中斷。
數組的類型可以是任意數據類型。
int nannies[22]; /* an array to hold 22 integers */
char actors[26]; /* an array to hold 26 characters */
long big[500]; /* an array to hold 500 long integers */
字符串
字符串,可以把字符串存儲在char類型的數組中(一般而言,char類型數組的所有元素都存儲char類型的值)。如果char類型的數組末尾包含一個表示字符串末尾的空字符,則該數組中的內容就構成了一個字符串。
Character arrays and strings.
用于識別數組元素的數字被稱為下標(subscript)、索引(indice)或偏移量(offset)。下標必須是整數,而且要從0開始計數。數組的元素被依次存儲在內存中相鄰的位置,如圖6.7所示。
The char and int arrays in memory
在for循環中使用數組
程序中有許多地方要用到數組,程序清單6.19是一個較為簡單的例子。該程序讀取10個高爾夫分數,稍后進行處理。使用數組,就不用創建10個不同的變量來存儲10個高爾夫分數。而且,還可以用for循環來讀取數據。程序打印總分、平均分、差點(handicap,它是平均分與標準分的差值)。
// scores_in.c -- uses loops for array processing
#include <stdio.h>
#define SIZE 10
#define PAR 72
int main(void)
{
int index, score[SIZE];
int sum = 0;
float average;
printf("Enter %d golf scores:n", SIZE);
for (index = 0; index < SIZE; index++)
scanf("%d", &score[index]); // read in the ten scores
printf("The scores read in are as follows:n");
for (index = 0; index < SIZE; index++)
printf("%5d", score[index]); // verify input
printf("n");
for (index = 0; index < SIZE; index++)
sum += score[index]; // add them up
average = (float) sum / SIZE; // time-honored method
printf("Sum of scores = %d, average = %.2fn", sum, average);
printf("That's a handicap of %.0f.n", average - PAR);
return 0;
}
先看看程序清單6.19是否能正常工作,接下來再做一些解釋。下面是程序的輸出:
Enter 10 golf scores:
99 95 109 105 100
96 98 93 99 97 98
The scores read in are as follows:
99 95 109 105 100 96 98 93 99 97
Sum of scores = 991, average = 99.10
That's a handicap of 27.
程序運行沒問題,我們來仔細分析一下。首先,注意程序示例雖然輸入了11個數字,但是只讀入了10個數字,因為循環只讀了10個值。由于scanf()會跳過空白字符,所以可以在一行輸入10個數字,也可以每行只輸入一個數字,或者像本例這樣混合使用空格和換行符隔開每個數字(因為輸入是緩沖的,只有當用戶鍵入Enter鍵后數字才會被發送給程序)。
然后,程序使用數組和循環處理數據,這比使用10個單獨的scanf()語句和10個單獨的printf()語句讀取10個分數方便得多。for循環提供了一個簡單直接的方法來使用數組下標。注意,int類型數組元素的用法與int類型變量的用法類似。要讀取int類型變量fue,應這樣寫:scanf("%d", &fue)。要讀取int類型的元素score[index],所以這樣寫scanf("%d", &score[index])。
編程風格
該程序示例演示了一些較好的編程風格。
第一,用#define指令創建的明示常量(SIZE)來指定數組的大小。這樣就可以在定義數組和設置循環邊界時使用該明示常量。如果以后要擴展程序處理20個分數,只需簡單地把SIZE重新定義為20即可,不用逐一修改程序中使用了數組大小的每一處。
第二,下面的代碼可以很方便地處理一個大小為SIZE的數組:
for (index = 0; index < SIZE; index++)
第三,程序能重復顯示剛讀入的數據。這是很好的編程習慣,有助于確保程序處理的數據與期望相符。
最后,注意該程序使用了3個獨立的for循環。這是否必要?是否可以將其合并成一個循環?當然可以,讀者可以動手試試,合并后的程序顯得更加緊湊。但是,調整時要注意遵循模塊化(modularity)的原則。
模塊化隱含的思想是:應該把程序劃分為一些獨立的單元,每個單元執行一個任務。這樣做提高了程序的可讀性。也許更重要的是,模塊化使程序的不同部分彼此獨立,方便后續更新或修改程序。在掌握如何使用函數后,可以把每個執行任務的單元放進函數中,提高程序的模塊化。