C语言数组和字符串笔记
1. 数组及其相关概念
1.1 为什么需要使用数组？
数组是一个有序的、类型相同的数据集合。这些数据被称为数组的元素。每个数组都有一个名字，数组名代表数组的起始地址。数组的元素通过索引或下标访问，索引从0开始。
1.2 数组的定义
在使用数组之前，必须先定义数组。数组的定义包括以下几个部分：
- 存储类型 （如
int,char等） - 数据类型（数组元素的类型）
- 数组名（数组的标识符）
- 数组大小（数组元素的个数）
数组定义语法：
c
存储类型 数据类型 数组名[数组长度];例如：
c
int player[11];数组的规范：
- 数组的元素必须具有相同的数据类型。
- 数组的元素可以通过下标访问，下标是从0开始的。
- 数组的下标可以使用整型表达式，如
array[3+2]。
2. 数组的存储方式
2.1 一维数组的存放方式
在内存中，一维数组的元素是连续存放的，每个元素占用的字节数与数据类型的字节数相同。
例如，定义一个浮点型数组 float mark[100];，每个元素占用4个字节。数组的存储形式如下：
c
text 低地址 高地址
mark[0] mark[1] mark[2] ... mark[99]2.2 数组初始化
- 数组初始化是在定义时给数组的元素赋初值。
- 可以给部分元素赋值，未赋值的元素将自动初始化为0。
初始化语法：
c
类型 数组名[常量表达式] = {值1, 值2, ..., 值n};示例：
c
int ary[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};2.3 初始化的规则
- 如果初始化数据个数少于数组长度，未初始化的元素会被自动赋值为0。
- 如果初始化数据个数多于数组长度，编译器会报错。
- 数组长度可以隐式指定。
示例：
c
int ary1[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 数组长度自动为53. 二维数组
3.1 二维数组的定义
二维数组可以看作是由多个一维数组组成的数组，通常表示一个矩阵或表格。二维数组的声明如下：
c
数据类型 数组名[行数][列数];示例：
c
int temp[4][3]; // 定义一个 4 行 3 列的二维数组3.2 二维数组初始化
可以使用不同的方式初始化二维数组：
示例：
c
int a[3][4] = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}};3.3 二维数组的访问
二维数组的元素可以通过行和列的下标访问。例如，访问 a[1][2] 就是访问二维数组中第二行第三列的元素。
3.4 矩阵转置示例
c
#include <stdio.h>
#define MAX_ROW 2
#define MAX_COL 3
void main() {
int a[MAX_ROW][MAX_COL] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
int b[MAX_COL][MAX_ROW];
// 矩阵转置
for (int i = 0; i < MAX_ROW; i++) {
for (int j = 0; j < MAX_COL; j++) {
b[j][i] = a[i][j];
}
}
// 输出转置后的矩阵
for (int i = 0; i < MAX_COL; i++) {
for (int j = 0; j < MAX_ROW; j++) {
printf("%4d", b[i][j]);
}
putchar('\n');
}
}4. 字符数组和字符串
4.1 字符串常量
字符串常量是由双引号括起来的字符序列。例如，字符串 "hello" 在内存中的存储方式如下：
c
h e l l o \0其中，'\0' 是字符串的结束符。
4.2 字符数组与字符串
C语言没有专门的字符串类型，字符串是通过字符数组来实现的。字符数组用于存储一个字符串，二维字符数组用于存储多个字符串。
字符串数组定义示例：
c
char str[10]; // 声明一个字符数组，最多存储9个字符+结束符4.3 字符串的初始化
- 字符串初始化时，C语言会自动在字符串末尾添加一个
'\0'作为结束符。
示例：
c
char str[6] = "hello"; // 自动在末尾加上 '\0'4.4 字符串的使用
字符数组也可以像普通数组一样使用，通过下标访问和修改字符数组的元素。
c
char str[6] = "hello";
str[0] = 'H'; // 修改字符串的第一个字符5. 字符串输入输出操作
5.1 输入字符串
使用 scanf 函数来输入字符串，使用 %s 格式说明符：
c
char str[100];
scanf("%s", str); // 输入字符串5.2 输出字符串
使用 printf 函数输出字符串，使用 %s 格式说明符：
c
printf("%s", str); // 输出字符串5.3 gets 和 puts 函数
gets：用于从标准输入获取字符串，直到遇到换行符。puts：用于输出字符串，并自动换行。
5.4 sprintf 函数
sprintf 将格式化的字符串输出到字符数组中。常用于将数值转换为字符串。
c
char buffer[100];
int num = 10;
sprintf(buffer, "Number is: %d", num); // 将整数格式化为字符串6. 字符串处理函数
6.1 strlen 函数
用于计算字符串的长度，不包括字符串的结束符 '\0'。
c
int len = strlen(str);6.2 strcpy 函数
将一个字符串复制到另一个字符串。
c
strcpy(dest, source);6.3 strcat 函数
将两个字符串连接起来。
c
strcat(dest, source);6.4 strcmp 函数
比较两个字符串，返回值说明：
- 返回值小于0：
str1 < str2 - 返回值等于0：
str1 == str2 - 返回值大于0：
str1 > str2
c
int result = strcmp(str1, str2);6.5 strchr 和 strstr 函数
strchr：查找一个字符在字符串中第一次出现的位置。strstr：查找一个子字符串在另一个字符串中的位置。
c
char *ptr = strchr(str, 'a'); // 查找字符 'a'
char *ptr = strstr(str, "abc"); // 查找子字符串 "abc"7. C语言中的字符函数
7.1 头文件 ctype.h
isalnum：检查是否为字母或数字。isalpha：检查是否为字母。isdigit：检查是否为数字。islower：检查是否为小写字母。isupper：检查是否为大写字母。isspace：检查是否为空白字符。
8. 类型转换函数
8.1 头文件 stdlib.h
atof：将字符串转换为浮点型。atoi：将字符串转换为整型。atol：将字符串转换为长整型。
c
double num = atof("3.14");
int x = atoi("123");
long y = atol("123456");9. C语言数组案例
第一个案例是经典冒泡排序，第二个 =="小"==案例是简易五子棋，但是用各种符号设置棋盘，下棋时，棋盘总是会发生改动，我尝试修改多次，都无法解决这个问题，最终替换掉了所有的符号，只用" . " 来显示，打印棋盘时加入判断，每落一次棋子，其实相当于打印了一次棋盘，将原有的" . "替换为白子或者黑子。可以完美解决棋盘动的问题，当然，也尝试加入边框，但是这个时候就不是下在交叉线上了，而是框里。本来想着随机落子就行，后来想弄高级一点，就查了查资料，用了Alpha-Beta算法来优化计算机落子。（反正用鸡皮提改了又改，最后反正能跑了)。拒不承认输了一次。
修改前：
解决后：
9.1 五子棋源码
c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#define SIZE 15 // 棋盘大小
#define DEPTH 4 // 搜索深度
#define EMPTY 0
#define BLACK 1
#define WHITE 2
// 函数声明
void printBoard();
int isValidPos(int x, int y);
int evaluatePosition(int x, int y, int player);
void findBestMove(int player, int *bestX, int *bestY);
void playerMove(int player);
void aiMove(int player);
int checkWin(int x, int y, int player);
int checkDraw();
void playGomoku();
int lastMoveX = -1, lastMoveY = -1; // 全局变量，用于记录最后落子位置
// 方向数组
const int dx[] = {1, 0, 1, 1};
const int dy[] = {0, 1, 1, -1};
// 棋盘状态
int board[SIZE][SIZE] = {0};
int main()
{
int choice;
while(1)
{
printf("\n==== 主菜单 ====\n");
printf("1. 数组排序\n");
printf("2. 五子棋游戏\n");
printf("0. 退出程序\n");
printf("请输入选择: ");
scanf("%d",&choice);
switch(choice) {
case 1:
bubbleSort();
break;
case 2:
playGomoku();
break;
case 0:
printf("程序已退出\n");
return 0;
default:
printf("无效选择，请重试\n");
}
}
return 0;
}
void bubbleSort()
{
int arr[5];
int count = 0;
int temp;
int i;
int j;
char ch; // 用于清理缓冲区
printf("请输入5个整数:\n");
for(i = 0;i < 5;i++)
{
printf("请输入第%d个数: ", i + 1);
if(scanf("%d", &arr[i]) == 1)
{
count++;
}else
{
printf("输入有误！程序结束！\n");
while((ch = getchar()) != '\n');
return;
}
}
for(i = 0; i < 5; i++)
{
for(j = 0; j < 4 - i; j++)
{
if(arr[j] > arr[j+1])
{
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
printf("\n从小到大排序后的结果:\n");
for(j = 0;j < 5; j++)
{
printf("%d ", arr[j]);
}
}
// 打印棋盘
void printBoard() {
int i, j;
// 打印多个换行来分隔
printf("\n\n");
// 打印列标号，确保与点位对齐
printf(" "); // 缩进5个空格，与行号对齐
for(i = 1; i <= SIZE; i++) {
printf("%2d ", i); // 统一使用2字符宽度，后加2空格
}
printf("\n\n");
// 打印主棋盘
for(i = 0; i < SIZE; i++) {
// 打印行号，保持对齐
printf("%2d ", i + 1); // 统一使用2字符宽度，后加3空格
// 打印每一行的内容
for(j = 0; j < SIZE; j++) {
if(board[i][j] == BLACK)
printf("● "); // 黑子后加2个空格
else if(board[i][j] == WHITE)
printf("○ "); // 白子后加2个空格
else
printf("· "); // 空位点后加2个空格
}
printf("\n\n"); // 每行后打印一个空行
}
printf("\n请输入落子位置 (行 列): ");
}
// 检查位置是否有效
int isValidPos(int x, int y) {
return x >= 0 && x < SIZE && y >= 0 && y < SIZE;
}
// 简化的位置评估函数
int evaluatePosition(int x, int y, int player) {
int score = 0;
int opponent = 3 - player;
int d, count, empty, block;
int nx, ny;
// 检查四个方向
for(d = 0; d < 4; d++) {
count = 1;
empty = 0;
block = 0;
// 正向检查
nx = x + dx[d];
ny = y + dy[d];
while(isValidPos(nx, ny)) {
if(board[nx][ny] == player) count++;
else if(board[nx][ny] == EMPTY) {
empty++;
break;
}
else {
block++;
break;
}
nx += dx[d];
ny += dy[d];
}
// 反向检查
nx = x - dx[d];
ny = y - dy[d];
while(isValidPos(nx, ny)) {
if(board[nx][ny] == player) count++;
else if(board[nx][ny] == EMPTY) {
empty++;
break;
}
else {
block++;
break;
}
nx -= dx[d];
ny -= dy[d];
}
// 评分规则
if(count >= 5) score += 100000;
else if(count == 4) {
if(empty == 2) score += 10000; // 活四
else if(empty == 1) score += 1000; // 冲四
}
else if(count == 3) {
if(empty == 2) score += 1000; // 活三
else if(empty == 1) score += 100; // 眠三
}
}
return score;
}
// 找出最佳落子位置
void findBestMove(int player, int *bestX, int *bestY) {
int maxScore = -1;
int i, j, di, dj, ni, nj;
int hasNeighbor;
int score;
*bestX = SIZE/2;
*bestY = SIZE/2;
// 只考虑已有棋子周围的空位
for(i = 0; i < SIZE; i++) {
for(j = 0; j < SIZE; j++) {
if(board[i][j] != EMPTY) continue;
// 检查是否有相邻的棋子
hasNeighbor = 0;
for(di = -1; di <= 1; di++) {
for(dj = -1; dj <= 1; dj++) {
if(di == 0 && dj == 0) continue;
ni = i + di;
nj = j + dj;
if(isValidPos(ni, nj) && board[ni][nj] != EMPTY) {
hasNeighbor = 1;
break;
}
}
if(hasNeighbor) break;
}
if(!hasNeighbor) continue;
score = evaluatePosition(i, j, player);
// 考虑防守对手
score += evaluatePosition(i, j, 3-player) * 0.8;
if(score > maxScore) {
maxScore = score;
*bestX = i;
*bestY = j;
}
}
}
}
// 检查平局
int checkDraw() {
int i, j;
for(i = 0; i < SIZE; i++) {
for(j = 0; j < SIZE; j++) {
if(board[i][j] == EMPTY) return 0;
}
}
return 1;
}
// 玩家落子
void playerMove(int player) {
int x, y;
while(1) {
printf("请输入落子位置 (行 列): ");
scanf("%d %d", &x, &y);
x--; y--; // 转换为数组索引
if(isValidPos(x, y) && board[x][y] == EMPTY) {
board[x][y] = player;
lastMoveX = x; // 记录最后落子位置
lastMoveY = y;
break;
}
printf("无效位置，请重试！\n");
}
}
// 电脑落子
void aiMove(int player) {
printf("电脑正在思考...\n");
int bestX, bestY;
findBestMove(player, &bestX, &bestY);
board[bestX][bestY] = player;
lastMoveX = bestX; // 记录最后落子位置
lastMoveY = bestY;
printf("电脑落子位置：%d %d\n", bestX + 1, bestY + 1);
}
// 检查获胜
int checkWin(int x, int y, int player) {
if(x < 0 || y < 0) return 0; // 添加边界检查
int d, count;
int nx, ny;
for(d = 0; d < 4; d++) {
count = 1;
// 正向检查
nx = x + dx[d];
ny = y + dy[d];
while(isValidPos(nx, ny) && board[nx][ny] == player) {
count++;
nx += dx[d];
ny += dy[d];
}
// 反向检查
nx = x - dx[d];
ny = y - dy[d];
while(isValidPos(nx, ny) && board[nx][ny] == player) {
count++;
nx -= dx[d];
ny -= dy[d];
}
if(count >= 5) return 1;
}
return 0;
}
// 游戏主循环
void playGomoku() {
int currentPlayer = BLACK;
int gameOver = 0;
int i, j;
// 重置最后落子位置
lastMoveX = -1;
lastMoveY = -1;
// 初始化棋盘
for(i = 0; i < SIZE; i++) {
for(j = 0; j < SIZE; j++) {
board[i][j] = EMPTY;
}
}
printf("\n=== 五子棋游戏 ===\n");
printf("您执黑子(●)，电脑执白子(○)\n");
printf("请输入落子位置的行号和列号(1-%d)\n\n", SIZE);
while(!gameOver) {
printBoard();
if(currentPlayer == BLACK) {
playerMove(currentPlayer);
} else {
aiMove(currentPlayer);
}
// 立即检查胜负
if(checkWin(lastMoveX, lastMoveY, currentPlayer)) {
printBoard();
printf("\n%s胜利！\n", currentPlayer == BLACK ? "玩家" : "电脑");
gameOver = 1;
continue; // 直接结束游戏
}
if(checkDraw()) {
printBoard();
printf("\n游戏平局！\n");
gameOver = 1;
continue;
}
currentPlayer = 3 - currentPlayer; // 切换玩家
}
// 游戏结束后等待用户确认
printf("\n按Enter键返回主菜单...");
getchar();
getchar();