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Educoder C&C++数组实训_假定有一组数据记录着卖场每天(不超过 30 天)的销售额(假设都是整数),本关的要求

假定有一组数据记录着卖场每天(不超过 30 天)的销售额(假设都是整数),本关的要求

目录

第1关:销售波动统计

第2关:最大销售增幅

第3关:猴子选大王

第4关:犯二的程度

第5关:队列变换

第6关:朋友圈点赞


第1关:销售波动统计

任务描述

本关任务:假定有一组数据记录着卖场每天(不超过30天)的销售额(假设都是整数),要求你统计并输出销售的波动情况,即计算每天相对于前一天的销售额的增减情况(即后项减前项的差值)。

例如连续5天的销售额分别是:23 56 12 76 43,则销售波动情况的输出为:33 -44 64 -33

其中:33 = 56 - 23-44 = 12 - 56,以此类推。

相关知识

一段时间内每天销售额的记录需要由一组数据来完成,其中,数据的个数可能为0到30中的任何一个数,尽管我们可以用30个变量来存储它们,但这显然很不方便。

使用数组则不仅简单直观,而且逻辑清晰。本关我们就一起来学习数组的运用。

一维数组

声明一维数组的一般形式为:

<元素类型> <数组名>[<元素个数>];

  • <元素类型>指明了数组元素的类型,可以是整型、实型、布尔型和字符型等简单数据类型,也可以是用户定义的复合数据类型,包括数组类型;

  • <数组名>由标识符充当,是整个数组的名字;<数组名>后面的方括号是必须的,C 和 C++ 把[]作为运算符处理,其优先级与括号相同,左结合;

  • 方括号中的<元素个数>是整常量表达式,可以省略,表示数组元素的个数,注意数组元素的下标是从零开始计数的。

例如:

int a[10];

上述声明了一个数组名为 a 的整型数组,它有10个整型元素,下标的变化范围是0~9。

数组元素的访问

给定一个数组,我们可以采用以下形式访问数组里的元素:

<数组名>[<下标表达式>]

  • <下标表达式>是值为整型的表达式,它指明了拟访问的数组元素的下标。

例如,数组 a 的10个元素可以依次表示为:a[0] ,a[1] ,a[2] ,…… ,a[9]。

注意:如果访问数组元素时使用的下标超出了元素的数目,会导致访问越界错误。C 和 C++ 不检查访问越界,如果发生了访问越界,有可能导致程序在运行时发生错误。

数组的各元素按顺序存储在一片连续的内存单元中。数组int a[10]内存分配见下图所示:

数组的初始化

数组初始化的方法是把初始值按顺序放在花括号中,数值之间用逗号分开。

例如:

int a[10]={4};

float r[20]={0.1, 5.1};

double d[3]={10.0,5.0,1.0};

需要注意以下两点:

  1. 如果初始值的数目小于数组元素的数目,数组剩余的元素被自动初始化为 0。

例如:

int n[5]={0}; //将数组 n 的所有数组元素都初始化为 0

注意:初始值的数目不能超过数组中元素的数目。

  1. 声明数组时可以省略数组元素的数目,这时系统会根据初始值的数目来确定数组元素的数目。

例如:

int x[]={ 1, 2, 3, 4, 5 };

实际上声明了一个包含了5个整型元素的数组 x :x[0] …… x[4] ,其值分别被初始化为 1 ,…… ,5。

这里再强调一下:我们不能直接操作某个数组,只能对数组中的某一个元素进行操作。也就是说,数组需要“拆开来用”,每次只能操作一个数组元素,操作数组元素的方法和操作普通变量的方法相同,“拆开数组”的方法就是数组名加下标访问数组元素的方式。

例如:

a[7]= 4; // 给数组元素 a[7] 赋值

x = 2 * a[i+2]; // 数组元素作表达式的运算量

数组的遍历

对于数组而言,最常见的用法是使用循环语句来操作数组,对数组元素进行遍历和处理。

例如下面的程序对数组 n 中的元素求和:

int n[10] = {12,34,55,71,1,65,423,19,540,10}; // 声明数组n并初始化

int i, sum = 0; // 定义循环变量和累加和变量

// 循环遍历数组并求和

for (i = 0; i <= 10-1; i++)

{

sum += n[i];

}

cout << "The summary is: " << sum << endl; // 输出求和结果

  1. #include <cstdio>
  2. #include <iostream>
  3. using namespace std;
  4. int main()
  5. {
  6. int n, a[30], i; // 定义变量及数组,n-销售额个数,a-销售额
  7. cin >> n; // 输入销售额数量,n <= 30
  8. // 输入n个销售额,分别存入a[0]到a[n-1]
  9. for(i = 0; i < n; i++)
  10. cin >> a[i];
  11. // 请在此添加代码,计算并输出销售额的波动情况
  12. /********** Begin *********/
  13. for (i = 1; i < n; i++)
  14. cout << a[i] - a[i - 1] << " ";
  15. cout << endl;
  16. /********** End **********/
  17. return 0;
  18. }

第2关:最大销售增幅

任务描述

本关任务:编写函数 maxIncrease,用于计算一个销售额序列中的最大销售增幅并返回。这里的销售额都是非负整数。

对于给定的销售额序列 A,假设序列 A 的长度为 n( n >= 2 ),最大销售额增幅是指满足0 <= x <= y < nA[y] - A[x]的最大值。

例如,销售额序列11,3,5,7,9,2,4,6,8,10的最大增幅为8(在 x=5 , y=9 时)。

相关知识

数组作为函数的参数

由于数组的存储是内存中一块连续的单元,数组元素的个数也是不确定的(不同的数组可能包含不同个数的数组元素),因此函数传递数组需要传递两个信息,一个是数组的地址(数组名就是数组地址),告诉被调用函数该数组存放在内存什么地方,另一个是数组元素个数,告诉被调用函数访问该数组时允许的下标范围(防止访问越界)。

参数传入一个整型数组的函数的函数原型如下:

void convertScores(int a[], int len);

  • 第一个参数 a 是一个数组类型的形式参数。该参数 a 接收传入数组的数组名,也就是数组的首地址,其后的方括号中的数组长度不需要,即使有,编译器也会将其忽略;

  • 第二个参数 len 是整型参数。该参数 len 传入数组 a 的长度,即 a 有 len 个数组元素,访问 a 的元素的下标范围就是 0 到 len-1。

例如:下面的程序将一个整型数组中存放的10名同学的百分制成绩转换为5分制,并输出。

#include <iostream>

using namespace std;

// 分数转换函数的函数原型,其中:s-学生成绩数组名,len-学生成绩个数

void convertScores(int s[], int len);

int main()

{

// 定义学生成绩数组并初始化

int scores[10] = {85, 63, 72, 52, 95, 82, 77, 69, 88, 73};

convertScores(scores, 10); // 调用分数转换函数convertScores

// 转换完成后输出分数数组中的分数

for(int i = 0; i < 10; i++)

cout << "scores["<<i<<"] = " << scores[i] << endl;

return 0;

}

// 函数convertScores

void convertScores(int s[], int len)

{

// 逐个访问数组中的每个元素,并做转换

for (int i = 0; i < len; i++)

s[i] = s[i]/20; // 修改 s[i] 实际上就是修改 main 函数中的 scores[i],因为 s 和 scores 拥有相同的地址值

}

程序的输出为:

scores[0] = 4

scores[1] = 3

scores[2] = 3

scores[3] = 2

scores[4] = 4

scores[5] = 4

scores[6] = 3

scores[7] = 3

scores[8] = 4

scores[9] = 3

上述示例中函数调用convertScores(scores, 10);导致数组 scores 中的每个元素都被转换了。也就是说,在被调用函数体内对数组 s(形式参数)的元素进行的修改操作实际上作用在了数组 scores(实在参数)的元素上,这是否就是传引用呢?

实际上,C 和 C++ 在处理数组参数时是严格地采取了传值方式。

参数传递数组的方式有比较特殊的地方,要理解传递数组的机制,首先要明确下面两点:

  1. 和一般变量一样,数组名也是有值的,数组名的值就是数组的第一个元素的地址(首地址);

  2. 和一般变量一样,数组作为函数参数进行传递时,传递的也是数组变量的值,即数组第一个元素的地址。

由于数组名的值就是数组的第一个元素的地址,而访问数组元素的方式是数组名加下标(也就是首地址加下标),才使得尽管采取的是传值方式,但在被调用函数 convertScores 中,通过 s 加下标的方式访问数组元素,实际上访问的就是 main 函数中定义的数组 scores 的数组元素,因为 s 和 scores 代表了同样的地址位置。

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. // 函数maxIncrease:计算销售额增幅
  4. // 参数:s-销售额数组,n-销售额数组长度,n>1
  5. // 返回值:销售额最大增幅
  6. int maxIncrease(int s[], int n);
  7. int main()
  8. {
  9. int n, a[30], i; // 定义变量及数组,n-销售额个数,a-销售额数组
  10. cin >> n; // 输入销售额数量,n>1
  11. // 输入n个销售额,分别存入a[0]到a[n-1]
  12. for(i = 0; i < n; i++)
  13. cin >> a[i];
  14. i = maxIncrease(a,n);
  15. cout << "最大销售增幅为:" << i << endl;
  16. return 0;
  17. }
  18. int maxIncrease(int s[], int n)
  19. {
  20. //请在此添加代码,实现函数maxIncrease
  21. /********** Begin *********/
  22. int a[n], h, b;
  23. int j;
  24. for (int i = 0; i < n; i++)
  25. {
  26. j = i + 1;
  27. b = s[j - 1];
  28. for (; j < n; j++)
  29. {
  30. if (b < s[j])
  31. {
  32. b = s[j];
  33. }
  34. }
  35. a[i] = b - s[i];
  36. b = 0;
  37. }
  38. h = a[0];
  39. for(int k = 0; k < n; k++)
  40. {
  41. if (h < a[k])
  42. {
  43. h = a[k];
  44. }
  45. }
  46. return h;
  47. /********** End **********/
  48. }

第3关:猴子选大王

任务描述

本关任务:编写一个函数 king,实现猴子选大王的功能。

新猴王的选择方法是:让 N 只候选猴子围成一圈(最多100只猴子),从某位置起顺序编号为 1 ~ N 号。从第1号开始报数,每轮从1报到3,凡报到3的猴子即退出圈子,接着又从紧邻的下一只猴子开始同样的报数。如此不断循环,最后剩下的一只猴子就选为猴王。

相关知识

针对上述任务的描述,我们假设 N 只猴子分别占据数组 a 的下标从 1 ~ N 的位置(0号位置空着),从序号为1的猴子开始报数。返回值为猴王的序号。

本关可以把数组当作循环表来看,即第 N 个猴子的下一个猴子是第1个猴子。每次选出一个猴子,则对该位置进行标注,下次报数的时候跳过这些标注的位置即可。

在这里,我们假设 k 是当前报数猴子的序号,则下一个报数猴子的序号可以用如下程序求得:

k++;

if(k == N + 1)

k = 1;

当有些猴子出局后,报数时就需要跳过空位。所以可以对每个位置进行标注,以区分有没有猴子。

例如为0时表示没有猴子,否则就是有。当有很多空位时,可以使用如下程序获得下一个猴子的位置:

// nx 是当前报数的序号,如果为 0 则找后面不为 0 的,否则就是它了

while(a[nx]==0)

{ // 为0时

nx++; // 看下一个位置的猴子

if(nx == N + 1) // 到尾部了,再回到头部

nx = 1;

}

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. // 函数king:猴子选大王
  4. // 参数:a-猴子数组n-1个猴子分别占据下标为~n-1的位置,n-数组长度
  5. // 返回值:新猴王的下标序号
  6. int king(int a[], int n);
  7. int main()
  8. {
  9. int n, a[1000], i; // 定义变量及数组,n-猴子数量,a-猴子数组
  10. cin >> n; // 输入猴子数量,n>0
  11. // 初始化猴子数组,n 个猴子分别占据 n 个位置
  12. a[0] = 0; // 0号位置没有猴子
  13. for(i = 1;i <= n; i++)
  14. a[i] = i;
  15. // 选大王啦
  16. i = king(a, n );
  17. cout << i << "号猴子是大王。" << endl;
  18. return 0;
  19. }
  20. int king(int a[], int n)
  21. {
  22. // 请在此添加代码,实现函数king
  23. /********** Begin *********/
  24. int num = 0, cont = 0;
  25. int i = 1;
  26. while (cont != n - 1)
  27. {
  28. if (a[i] != 0)
  29. {
  30. num++;
  31. if (num % 3 == 0)
  32. {
  33. a[i] = 0;
  34. cont++;
  35. }
  36. }
  37. i++;
  38. if (i == n + 1)
  39. i = 1;
  40. }
  41. for (int j = 0; j < n; j++)
  42. {
  43. if (a[j] != 0)
  44. return j;
  45. }
  46. /********** End **********/
  47. }

第4关:犯二的程度

任务描述

本关任务:编写函数 silly,计算整数(不多于100位)犯二的程度并返回。

数字也可以“犯二”,一个整数“犯二的程度”定义为:该数字中包含2的个数与其位数的比值,如果这个整数是负数,则程度增加0.5倍,如果还是个偶数,则再增加1倍。

例如,数字−56782223456是个11位数,其中有3个2,是负数,也是偶数,则它的犯二程度为:3/11×1.5×2,约为0.818182。

相关知识

由于 C 和 C++ 中 int 类型的表示范围有限,为−2147483648~2147483647,所以超过10位的整数就会溢出。

例如下面的程序:

int a;

cin >> a;

cout << a << endl;

测试输入:77777777777

输出结果:-858993460

很显然整型变量 a 无法表示超出范围的数。

字符串数组

在 C 和 C++ 中,一个字符串就是用一对双引号括起来的一串字符。字符串的存储是利用一维字符数组来实现的,该字符数组的长度为待存字符串的长度加1。即如果一个字符串的长度为 n ,则用于存储该字符串的数组的长度应为 n+1。

当字符串存入数组时,是把每个字符依次存入到数组的对应元素中,即把第一个字符存入到下标为0的元素中,第二个字符存入到下标为1的元素中,依次类推,最后会把一个空字符 ′\0′ 存入到下标为 n 的元素中(这里假定字符串的长度为 n)。字符存储的是它的 ASCII 码或区位码。

例如用一维字符数组 a[12] 来存储字符串 ″Strings.\n″ 时,数组 a 中的内容参见下图:

接下来,我们可以利用字符串来初始化字符数组,如:

char a[10] = ″array″;

char b[20] = ″This is a pen. ″;

char c[8] = ″″;

  • 第一条语句定义了字符数组 a[10] 并被初始化为“array”,其中 a[0] ~ a[5] 元素的值依次为字符‘a’, ‘r’,‘r’,‘a’,‘y’和‘\0’;

  • 第二条语句定义了字符数组 b[20] ,其中 b[i] 元素( 0 ≤ i ≤ 13 )被初始化为所给字符串中的第 i+1 个字符,b[14] 被初始化为字符串结束标志符‘\0’;

  • 第三条语句定义了一个字符数组 c[8] 并初始化为一个空串,此时它的每个元素的值均为‘\0’。

我们可以看到对于字符串而言,它的存储总是以 '\0' 结尾。

例如下面的程序可以计算并输出字符串的长度:

char s[1000]; // 定义一维字符数组

cin >> s; // 输入一个字符串存入字符数组s中

int i = 0;

// 逐个判断字符数组的某一位是否是'\0',该字符意味着字符串的结束

while(s[i] != '\0')

i++;

cout << i << endl; // 输出字符串的长度

获取字符对应的整数

由于使用字符形式存储数字时,存储的是数字对应的 ASCII 码,由于在 ASCII 码表中字符‘0’到字符‘9’是连续存放的,所以下面的程序可以获得字符对应的数字:

char c = '2'; // c 中存储的是字符 '2' 的ASCII码

int k = c - '0'; // k 即为字符 '2' 对应的整数 2

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. // 函数silly:计算数值有多二
  4. // 参数:a-存储数值的字符数组,以'\0'结束,所以不需要另一个参数告诉函数数组有多长
  5. // 返回值:数值犯二的程度
  6. double silly(char a[]);
  7. int main()
  8. {
  9. char s[102]; // 定义存储数值的数组
  10. cin >> s; // 输入不超过位的整数
  11. double sy = silly(s); // 计算犯二的程度
  12. cout << sy << endl; // 输出犯二的程度
  13. return 0;
  14. }
  15. double silly(char a[])
  16. {
  17. // 请在此添加代码,实现函数silly
  18. /********** Begin *********/
  19. int i = 0, j = 0;
  20. while (a[i] != '\0')
  21. {
  22. if (a[i] == '2')
  23. {
  24. j++;
  25. }
  26. i++;
  27. }
  28. if (a[0] == '-')//如果为负数,就将负号占用的位数删去
  29. i--;
  30. double x = (double) j / i;//强制类型转换
  31. int c = a[i] - '0';
  32. if (c % 2 == 0)
  33. x = x * 2;
  34. if (a[0] == '-')
  35. x = x * 1.5;
  36. return x;
  37. /********** End **********/
  38. }

第5关:队列变换

任务描述

本关任务:编写函数 rotateLeft,该函数实现对一个n×n方阵中的每个元素循环向左移m个位置(0<m<n),即将第0、1、…… 、n−1列变换为第n−m、n−m+1、…… 、n−1、0、1、…… 、n−m−1列。

相关知识

多维数组 / 二维数组

C 和 C++ 中有多个下标的数组称为多维数组。具有两个下标表示的数组称为二维数组。

例如:

int a[3][4];

char c[4][3][5];

其中 a 是一个整型二维数组,c 是一个字符型三维数组。

数学上的二维矩阵可以看成其元素是向量的向量,也可以看成元素是一维数组的一维数组,所以二维矩阵可以用二维数组表示出来。

上述示例中的二维数组 a 有 2 个下标:

  • 第1个下标可以称为,变化范围是0~2;

  • 第2个下标可以称为,变化范围是0~3。

因此,a 共有3行4列,12个元素。每个数组元素用数组名和两个下标表示。

例如:a[1][2]a[2][1]分别表示第1行第2列的元素和第2行第1列的元素(从第0行0列开始)。

二维数组 a 的逻辑结构如下图所示:

 多维数组在内存中“按行”存放,越靠后的下标先变化,越靠前面的下标后变化。二维数组 a 在内存中的物理存储形式如下图所示:

 

二维数组的初始化

二维数组可以在声明时初始化。

例如,下面是对2∗2的二维数组 matrix 的初始化:

int matrix[2][2]={ {1, 2}, {3, 4} };

数组元素的值用花括号按行分组,上述示例中将整常数1和2赋给了matrix[0][0]matrix[0][1],将整常数3和4赋给了matrix[1][0]matrix[1][1]

特别注意以下两点:

  1. 如果指定行没有足够的初始值,与一维数组类似,则该行的剩余元素初始化为0,如果初始值只给出了部分行,则剩余的行中的所有元素都被初始化为0;

  2. 如果初始值之间没有用花括号按行分组,那么编译器会自动用初始值顺序初始化第0行的元素、第1行的元素、…… 。如果初始值的数目少于数组元素的数目,剩余的元素自动初始化为0。

例如:

int matrix[3][4]={ 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

初始化完成后,数组 a 的各元素的值为:

matrix[0][0] = 1 ,

matrix[0][1] = 2 ,

matrix[0][2] = 3,

matrix[0][3] = 4 ,

matrix[1][0] = 5 ,

matrix[1][1] = 6 ,

其余元素均为 0 。

二维数组的操作

二维数组的典型操作方法:使用两重循环对数组进行遍历,并逐个元素进行操作。两重循环分别遍历两个下标的范围。

例如:下面的程序可以遍历二维数组并输出每一个元素的值。

// 定义并初始化二维数组m

int m[4][4] = { {1, 1, 1, 1},

{2, 2, 2, 2},

{3, 3, 3, 3},

{4, 4, 4, 4}};

// line遍历第一维

for (int line = 0; line < 4; line++)

{

// col遍历第二维,输出某一行

for (int col = 0; col < 4; col++)

cout << "\t" << a[line][col];

// 输出完一行后换行

cout << endl;

}

温馨提示:如果循环左移多个位置不好处理,可以用循环,每次循环左移一个位置。

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. // 函数rotateLeft:矩阵循环左移
  4. // 参数:a-100*100的二维数组,用来存储n行n列的数组(n<100),存储在其~n-1行和~n-1列,
  5. // m-循环左移的位数(0<m<n)
  6. // 返回值:无,循环左移的结果写入原二维数组中
  7. // 说明:传递多维数组时,形式参数中,除了第一维外,其它维的大小必须给出
  8. // 方便编译器计算每个数组元素的地址
  9. void rotateLeft(int a[][100],int n,int m);
  10. int main()
  11. {
  12. int a[100][100]; // 定义存储二维数组的空间
  13. int n, m;
  14. cin >> n >> m; // 输入n和m
  15. // 输入n*n的矩阵,存储在数组a的~n-1行和~n-1
  16. int i, j;
  17. for(i = 0; i < n; i++)
  18. for(j = 0; j < n; j++)
  19. cin >> a[i][j];
  20. // 循环左移
  21. // 说明:传递多维数组时,实在参数只需要给出数组名就可以了
  22. rotateLeft(a,n,m);
  23. // 输出循环右移的结果
  24. for(i = 0; i < n; i++)
  25. {
  26. for(j = 0; j < n; j++)
  27. cout << " " << a[i][j];
  28. cout << endl;
  29. }
  30. return 0;
  31. }
  32. void rotateLeft(int a[][100],int n,int m)
  33. {
  34. // 请在此添加代码,实现函数rotateLeft
  35. /********** Begin *********/
  36. int t[100];
  37. int i,j,k;
  38. for(i=0;i<m;i++)
  39. {
  40. for(k=0;k<n;k++)
  41. {
  42. t[k]=a[k][0];
  43. }
  44. for(j=0;j<n-1;j++)
  45. {
  46. for(k=0;k<n;k++)
  47. {
  48. a[k][j]=a[k][j+1];
  49. }
  50. }
  51. for(k=0;k<n;k++)
  52. {
  53. a[k][n-1]=t[k];
  54. }
  55. }
  56. /********** End **********/
  57. }

第6关:朋友圈点赞

任务描述

朋友圈有一个点赞功能,你可以为你喜欢的文章点赞表示支持。每篇文章都可以根据其内容给出一些标签,这些标签用数字表示(如:1 代表心灵鸡汤、2 代表政治、3 代表经济、...),你点赞的文章的类型,也间接反应了你的喜好。

本关任务:编写一个完整的程序,通过统计一个人点赞的纪录,分析这个人的喜好。

相关知识

本关的程序实现可以边输入,边统计每个标签出现的次数,标签最多可能会有1000个,用数组很合适。统计完之后,再查找其中出现次数最多的最大标签即可。

  1. // 请在此添加代码,通过统计朋友圈点赞,统计个人爱好功能
  2. /********** Begin *********/
  3. #include<iostream>
  4. using namespace std;
  5. int res[1000+5]={0};
  6. int main()
  7. {
  8. int n;
  9. cin >> n; //用户点赞的文章数量
  10. int t,mark;
  11. while(n--){
  12. cin >> t; //当前文章标签数
  13. for(int i=0; i<t; i++){
  14. cin >> mark; //标签序号
  15. res[mark]++;
  16. }
  17. }
  18. int num=0, pos=0;
  19. for(int i=1; i< 1005; i++){
  20. if(res[i] > num)
  21. num = res[i]; //找到最多出现的数字
  22. }
  23. for(int i=1000; i > 0; i--){
  24. if(res[i] == num){
  25. cout << i <<" " << num;
  26. return 0;
  27. }
  28. }
  29. return 0;
  30. }
  31. /********** End **********/

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