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数组
数组的概述
- 概述：数组是一种线性数据结构，它由一组按顺序排列的元素组成。每个元素都有一个唯一的索引，用于访问和操作该元素。数组可以包含任意类型的数据，如整数、浮点数、字符串等
- 注意：数组是只能存储一种数据类型，且数组一旦创建，大小就固定的容器。
- 优缺点：
- 数组的优点，快速访问和搜索速度，因为元素的位置是固定的，可以通过索引直接访问
- 数组的缺点，插入和删除操作可能会导致大量元素的移动，从而影响性能，并且数组的大小一旦创建就是固定的
- 种类：
- 一维数组
- 二维数组(二维数组其实就是多维数组，像一个表格一样)
- 多维数组
数组的图示
一维数组
二维数组
- 二维数组可以看成一个表格，下边就是一个4行3列的二维数组
- 二维数组也可以看成一维数组中嵌套一维数组的样式，下边图也是一个 4行3列的二维数组
数组的定义
一维数组的定义
-
格式
c// 格式一 数据类型 数组名[长度]; // 格式二 数据类型 数组名[长度] = {值1,值2...值n}; // 格式三 数据类型 数组名[] = {值1,值2...值n}; -
示例
c// 定义一个长度为 5 的整型数组 int a[5]; // 定义一个长度为 5 的整型数组，并初始化(初始化就是赋值的意思) int b[5] = {1,2,3,4,5}; // 定义一个整型数组，并初始化，可以看到方括号中并无长度，是因为初始化列表自动推断数组的大小 int c[] = {1,2,3,4,5};
二维数组的定义
-
格式
c// 格式一 数据类型 数组名[行数][列数]; // 格式二 数据类型 数组名[行数][列数] = {{值1,值2...值n},{值1,值2...值n},...,{值1,值2...值n}}; // 格式三 数据类型 数组名[][列数] = {{值1,值2...值n},{值1,值2...值n},...,{值1,值2...值n}}; -
示例
c// 定义一个3行4列的整型二维数组 int a[3][4]; // 定义一个3行4列的整型二维数组，并初始化 int b[3][4] = {{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}}; // 初始化列表自动推断数组是多少行 int c[][4] = {{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
数组的取值赋值
一维数组
c
#include <stdio.h> // 打印需要靠这个 标准输入输出库
int main() {
// 定义一个一维数组
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
// 访问数组中的元素
printf("%d\n", arr[0]); // 输出：1
printf("%d\n", arr[2]); // 输出：3
// 修改数组中的元素
arr[3] = 6;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d ", arr[i]); // 输出：1 2 3 6 5
}
// 获取数组的长度
int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
printf("\n%d\n", length); // 输出：5
return 0;
}二维数组
c
#include <stdio.h>
int main() {
// 定义一个二维数组
int arr2d[3][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
// 访问二维数组中的元素
printf("%d\n", arr2d[0][0]); // 输出：1
printf("%d\n", arr2d[1][2]); // 输出：6
// 修改二维数组中的元素
arr2d[2][1] = 10;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
printf("%d ", arr2d[i][j]); // 输出：1 2 3 4 5 6 7 10 9
}
}
// 获取二维数组的行数和列数
int rows = sizeof(arr2d) / sizeof(arr2d[0]);
int cols = sizeof(arr2d[0]) / sizeof(arr2d[0][0]);
printf("\n%d %d\n", rows, cols); // 输出：3 3
return 0;
}数组的操作
一维数组的操作
索引实现
c
#include <stdio.h>
// 使用索引进行操作
void arrayOperationsWithIndex(int arr[], int size) {
// 插入操作，insertIndex 是要插入的位置，insertValue 是要插入的值
int insertIndex = 2;
int insertValue = 10;
// 将插入位置之后的元素依次向后移动
for (int i = size - 1; i >= insertIndex; i--) {
arr[i + 1] = arr[i];
}
// 插入元素
arr[insertIndex] = insertValue;
// 改变数组长度
size++;
// 删除操作
int deleteIndex = 3;
// 将 deleteIndex 之后的元素依次前移，覆盖
for (int i = deleteIndex; i < size - 1; i++) {
arr[i] = arr[i + 1];
}
size--;
// 修改操作
int modifyIndex = 1;
int newValue = 20;
arr[modifyIndex] = newValue;
// 查找操作
int target = 20;
int found = 0;
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (arr[i] == target) {
printf("元素 %d 找到了，索引为 %d\n", target, i);
found = 1;
break;
}
}
if (!found) {
printf("未找到元素 %d\n", target);
}
}
int main() {
int arr1[10] = {1, 2, 3, 4, 5};
int size1 = 5;
// 使用索引进行操作
arrayOperationsWithIndex(arr1, size1);
return 0;
}指针实现
c
#include <stdio.h>
// 使用指针进行操作
void arrayOperationsWithPointer(int *arr, int *size) {
// 插入操作
int insertIndex = 2;
int insertValue = 10;
for (int i = *size - 1; i >= insertIndex; i--) {
*(arr + i + 1) = *(arr + i);
}
*(arr + insertIndex) = insertValue;
(*size)++;
// 删除操作
int deleteIndex = 3;
for (int i = deleteIndex; i < *size - 1; i++) {
*(arr + i) = *(arr + i + 1);
}
(*size)--;
// 修改操作
int modifyIndex = 1;
int newValue = 20;
*(arr + modifyIndex) = newValue;
// 查找操作
int target = 20;
int found = 0;
for (int i = 0; i < *size; i++) {
if (*(arr + i) == target) {
printf("元素 %d 找到了，索引为 %d\n", target, i);
found = 1;
break;
}
}
if (!found) {
printf("未找到元素 %d\n", target);
}
}
int main() {
int arr2[10] = {1, 2, 3, 4, 5};
int size2 = 5;
// 使用指针进行操作
arrayOperationsWithPointer(arr2, &size2);
return 0;
}二位数组的操作
矩阵转三元组
c
#include <stdio.h>
// 定义矩阵的行数和列数
#define ROWS 3
#define COLS 3
// 定义矩阵转换为三元组的结构体
typedef struct Triple {
int row; // 行
int col; // 列
int value; // 值
}Triple;
/*
定义矩阵转换为三元组的函数
参数：
matrix[ROWS][COLS] 矩阵，用二维数组实现
rows 矩阵行数
cols 矩阵列数
triple[] 三元组数组
*/
int convertToTriple(int matrix[ROWS][COLS], int rows, int cols, Triple triple[]) {
int count = 0;
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
if (matrix[i][j] != 0) {
/*
下边四行代码释义：
1、将不等于0元素的行值存到三元组中
2、将不等于0元素的列值存到三元组中
3、将不等于0元素的值存到三元组中
4、行数加1
*/
triple[count].row = i;
triple[count].col = j;
triple[count].value = matrix[i][j];
count++;
}
}
}
return count;
}
int main() {
// 定义一个矩阵
int matrix[ROWS][COLS] = {
{1, 0, 0},
{0, 2, 0},
{0, 0, 3}
};
// 打印原始矩阵
printf("原始矩阵：\n");
for (int i = 0; i < ROWS; i++) {
for (int j = 0; j < COLS; j++) {
printf("%d ", matrix[i][j]);
}
printf("\n");
}
// 将矩阵转换为三元组
Triple triple[ROWS * COLS];
int count = convertToTriple(matrix, ROWS, COLS, triple);
// 打印三元组
printf("转换后的三元组：\n");
for (int i = 0; i < count; i++) {
printf("(%d, %d, %d)\n", triple[i].row, triple[i].col, triple[i].value);
}
return 0;
}三元组，就是将矩阵压缩的一种形式，将非零元素值的位置和值存到三元组数组中，零元素值不存储
矩阵的乘法
c
#include <stdio.h>
#define ROWS1 2
#define COLS1 3
#define ROWS2 3
#define COLS2 2
/*
矩阵乘法函数
参数：
mat1[ROWS1][COLS1] 矩阵1
mat2[ROWS2][COLS2] 矩阵2
result[ROWS1][COLS2] 结果矩阵
*/
void matrixMultiply(int mat1[ROWS1][COLS1], int mat2[ROWS2][COLS2], int result[ROWS1][COLS2]) {
// 遍历矩阵1的行
for (int i = 0; i < ROWS1; i++) {
// 遍历矩阵2的列
for (int j = 0; j < COLS2; j++) {
// 首先将这个位置初始化为 0
result[i][j] = 0;
// k 作为矩阵1 的列，矩阵2 的行
for (int k = 0; k < COLS1; k++) {
// 矩阵1的i行上的每个值 乘以 矩阵2 j列上的每个值相加之和，就是 i,j 位置的乘积
result[i][j] += mat1[i][k] * mat2[k][j];
}
}
}
}
int main() {
int mat1[ROWS1][COLS1] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
int mat2[ROWS2][COLS2] = {{7, 8}, {9, 10}, {11, 12}};
int result[ROWS1][COLS2];
// 打印原始矩阵1
printf("矩阵1：\n");
for (int i = 0; i < ROWS1; i++) {
for (int j = 0; j < COLS1; j++) {
printf("%d ", mat1[i][j]);
}
printf("\n");
}
// 打印原始矩阵2
printf("矩阵2：\n");
for (int i = 0; i < ROWS2; i++) {
for (int j = 0; j < COLS2; j++) {
printf("%d ", mat2[i][j]);
}
printf("\n");
}
// 对矩阵进行相乘
matrixMultiply(mat1, mat2, result);
// 打印相乘后的结果矩阵
printf("相乘后的结果矩阵：\n");
for (int i = 0; i < ROWS1; i++) {
for (int j = 0; j < COLS2; j++) {
printf("%d ", result[i][j]);
}
printf("\n");
}
return 0;
}注意：矩阵的乘法，需要知道，矩阵 A~mxn~ * B~nxt~ = C~mxt~ ，矩阵B的行数得等于矩阵A的列数，这样才能相乘