C语言数组:编辑世界的坚固桥梁

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该文章没有对变长数组进行讲解大家可以看这篇对于变长数组讲解很详细的博客C语言------数组(变长数组和数组练习)

该文章没有对变长数组进行讲解大家可以看这篇对于变长数组讲解很详细的博客

C语言数组:编辑世界的坚固桥梁

一、数组的概念

数组是一组相同类型元素的集合,从这个概念中我们可以得到两条有价值的信息。

1. 数组中存放的是一个或多个数据,但是数组的元素个数不能为0.
2. 数组中存放的多个数据,类型是相同的。

数组又分为一维数组和多维数组,多维数组就是二维数组及二维数组以上的数组。比较常见的就是二维数组。

二、一维数组的创建和初始化

2.1 数组的创建

一维数组创建的基本语法如下所示 。

c 复制代码
type arr_name[常量值];

存放在数组的值被称为数组的元素 ,数组在创建的时候可以指定数组的大小和数组的元素类型
其中type指的是存放在数组中的类型。可以是char、int、float·、short等类型,也可以是自定义的类型。
arr_name指的是数组名。
常量值是用来指定数组大小的。

比如我们需要创建一个数组来存储买个班级20个人的数学成绩。

c 复制代码
int math[20]

就像这样我们已经创建了一个数组,我们可以根据自己的需要类决定数组的类型以及数字名和它的大小。

2.2 数组的初始化

我们知道了怎么创建数组,那数组该怎么初始化呢 接下来,就让我们学习一下数组的初始化吧

数组的初始化一般使用**{}** ,将数据放入大括号里。

c 复制代码
int arr[3]={1,2,3};//像这种把数据全部给出的是完全初始化
int arr[3]={0};//像这种没有把值全部给出的初始化是不完全初始化
int arr[3]={1,2,3,4};//像这种初始化的项超过了数组的大小的就是错误的初始化
int arr[]={1,2,3};//我们也可以通过这种方式对数组进行初始化,这种初始化的数组,数组会默认{}有几个元素[]就是几
//上面的是整型数组的初始化,那字符型的数组该怎么初始化呢。
//其实字符的初始化有两种
char ch1="hello";
char ch2={'h','e','l','l','o'}
//以上两种都可以对字符型数组进行初始化

2.3. 一维数组的使用

学习了一维数组的基本语法,,那我们该如何对一维数组进行使用呢?

2.3.1数组的下标

在学习使用之前我们还需要了解数组的下标,C语言中规定数组是有下标的,下标是从0开始的,如个数组有n个元素那么他最后一个元素的下标就为n-1,数组的下标就相当于是数组的编号,如下我们创建一个还有十个元素的整型数组。

c 复制代码
int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

用图形表示的话就是这样的,

数组 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
下表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

在C语⾔中数组的访问提供了⼀个操作符 [] ,这个操作符叫:下标引⽤操作符。

有了下标访问操作符,我们就可以轻松的访问到数组的元素了,比如我们访问下标为7的元素,我们就可以使⽤ arr[7] ,想要访问下标是3的元素,就可以使⽤ arr[3] ,如下代码:

c 复制代码
#include<stdio.h>
int main()
{
int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,10};
printf("%d ",arr[3]);//4
printf("%d ",arr[7]);//8
return 0;
}

运算结果如下

很显然如我们所讲解的一样。我们可以通过数组的下标来访问数组的元素。

2.3.2 数组的打印

既然我们已经知道可以通过数组的下标来打印数组的元素,如果我们想要打印整个数组的元素该如何实现呢。

方法一:就是一句一句的printf,像上面那样一个一个的输出。

但是这种方法,太麻烦了。
既然我们之前讲过循环了,那我们可以通过循环来产生0~9的下标来打印数组

代码如下

c 复制代码
#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int i = 0;
	for (i = 0;i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

结果如下

2. 3.3 数组的输入

既然我们已经知道数组的访问,那么我们该如何根据自己的需要来给数组输入想要的数据呢。
代码如下:

c 复制代码
#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };//对数组进行初始化
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		scanf("%d", &arr[i]);//遍历输入自己想要的值
	}
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);//遍历输出自己输入的值
	}
	return 0;
}

结果如下

很显然数组的元素输入跟打印相似都需要用到for循环。

2. 4.一维数组在内存中的存储

有了前⾯的知识,我们其实使⽤数组基本没有什么障碍了,如果我们要深⼊了解数组,我们最好能了解⼀下数组在内存中的存储。

依次打印数组元素的地址

代码如下

c 复制代码
#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int i = 0;
		for (i = 0;i < 10; i++)
		{
			printf("&arr[%d]=%p\n ", i, &arr[i]);
		}
	return 0;

}

结果如下:

从输出的结果我们分析,数组随着下标的增⻓,地址是由小到大变化的,并且我们发现每两个相邻的
元素之间相差4(因为⼀个整型是4个字节)。所以我们得出结论:数组在内存中是连续存放的。这就为后期我们使用指针访问数组奠定了基础(在讲指针的时候我们在再讲,这里暂且记住就行)。

数组 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
下表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

因此我们可以得到数组元素在内存中是连续存放的

2.5.sizeof计算数组的元素个数

在遍历数组的时候,我们经常想知道数组的元素个数,那C语⾔中有办法使⽤程序计算数组元素个数吗?

答案是有的,可以使⽤sizeof。

sizeof 中C语⾔是⼀个关键字,是可以计算类型或者变量⼤⼩的,其实 sizeof 也可以计算数组的大小。

例如:

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	printf("%d\n", sizeof(arr));
	return 0;
}

这里的计算结果是40,计算的是数组所占内存空间的总大小,单位是字节

我们⼜知道数组中所有元素的类型都是相同的,那只要计算出⼀个元素所占字节的个数,数组的元素个数就能算出来。这⾥我们选择第⼀个元素算⼤⼩就可以。

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
   int arr[10] = { 0 };
   printf("%d\n", sizeof(arr[0]));//计算⼀个元素的⼤⼩,单位是字节
   return 0;
}

接下来我们就能算出数组的个数了

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	printf("%zd\n", sz);
	return 0;
}

有了这个方法以后在代码中需要数组个数的地方就可以用上面的算法不管数组怎么变化我们计算出来的大小也就会随着改变了。

三、二维数组

学习完了一维数组,那么接下来我们就有一定的知识储备来学习二维数组了

所谓的二维数组就是以一维数组作为数组的元素,以此类推,三维数组就是以二维数组为数组元素,二维数组以上的数组都叫做多维数组。

3.1.二维数组的创建

与创建一维数组相似,二维数组的创建语法如下

c 复制代码
 type arr_name[常量值1][常量值2];
 例如:
 int arr[3][5];
double data[2][8];

• 3表示数组有三行

• 5表示每一行有五个元素

• int 表⽰数组的每个元素是整型类型

• arr 是数组名,可以根据自己的需要指定名字

doublehjbn,数组意思基本⼀致。

3.2.二维数组的初始化

寓意为数组初始化相似,也是使用{},来初始化。

3.2.1.不完全初始化

c 复制代码
int arr1[3][5]={1,2};
int arr2[3][5]={0};

3.2.2.完全初始化

c 复制代码
int arr3[3][5]={1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7];

3.2.3.按照行初始化

c 复制代码
int arr4[3][5]={{1,2},{3,4},{5,6}};//一维数组也是用{}来初始化的

3.2.4初始化时省略行,但是不能省略列

c 复制代码
int arr5[][5]={1,2,3};
int arr6[][5] = {1,2,3,4,5,6,7};
int arr7[][5] = {{1,2}, {3,4}, {5,6}};

3.3二维数组的使用

3.3.1.二维数组的下标

二维数组的访问也是需要使用下标的形式的,二维数组是有行有列的,只要锁定行和列就能锁定数组中的一个元素。

C语言中规定,二维数组的行和列都是从零开始的,如下所示:

c 复制代码
int arr[3][5]={1,2,3,4,5,2,3,4,5,6,3,4,5,6,7};

图中最右侧绿⾊的数字表示号,第⼀行蓝色的数字表示列号,都是从0开始的,比如,我们说:第2行,第4列,快速就能定位出7。

代码如下

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7 };
	printf("%d\n", arr[2][4]);
		return 0;
}

3.3.2二维数组的输入和输出

既然我们已经知道如何访问二维数组的单个元素,那么我们就有方法来访问整个二维数组的元素。

只要我们能够按照一定的规律产生所有的行和列的数字就行;以上一段的arr数组为例,行的范围0~2,列的范围是0-4,所以我们可以借助循环实现生成所有的下标。

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7 };//这里我们可以把数组初始化为 int arr[3][5]={0};
	int i = 0;//遍历⾏
	//输⼊
	for (i = 0; i < 3; i++) //产⽣⾏号
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < 5; j++) //产⽣列号
		{
			scanf("%d", &arr[i][j]); //输⼊数据
		}
	}
	//输出
	for (i = 0; i < 3; i++) //产⽣⾏号
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < 5; j++) //产⽣列号
		{
			printf("%d ", arr[i][j]); //输出数据
		}
		printf("\n");
	}
	return 0;
}

运行的结果为:

这样我们就实现了二维数组的输入与输出。

3.4.二维数组在内存中的存储

像⼀维数组⼀样,我们如果想研究⼆维数组在内存中的存储⽅式,我们也是可以打印出数组所有元素

的地址的。代码如下:

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[3][5] = { 0 };
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		for (j = 0; j < 5; j++)
		{
			printf("&arr[%d][%d] = %p\n", i, j, &arr[i][j]);
		}
	}
	return 0;
}

从输出的结果来看,每⼀⾏内部的每个元素都是相邻的,地址之间相差4个字节,跨⾏位置处的两个元素(如:arr[0][4]和arr[1][0])之间也是差4个字节,所以⼆维数组中的每个元素都是连续存放的。

所以二维数组在内存中的存储如下图所示

四、数组的练习

既然我们已经学习完了数组的基本知识,那么接下来我们来两个练习巩固一下吧

4.1,多个字符从两端移动,向中间汇聚

代码如下

c 复制代码
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<windows.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	char arr1[] = { "做个好梦,晚安!!!" };
	char arr2[] = { "*****************" };
	int left = 0;
	int right = strlen(arr1) - 1;	
	while (left <= right)
	{
		arr2[left] = arr1[left];
		arr2[right] = arr1[right];
		printf("%s\n", arr2);
		Sleep(1000);//睡眠函数单位为毫秒
		system("cls");//清理桌面信息
		left++;
		right--;
	}
	printf("%s\n", arr2);
	return 0;
}

4.2.二分查找

用二分查找查找目标元素,就是,将该数组分为两个部分,如果目标元素在做一半就舍弃有一半,然后在重新将中间元素赋给right,再用(left+right)/2。反之一样,以此类推如果数组中有该元素就可以找出来了并返回目标函数,若没有则返回"找不到"。

代码如下:

c 复制代码
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int n = 6;
	int left = 0;
	int right = sizeof(arr) / sizeof(arr[0])-1;
	int found = 0;
	while (left <= right)
	{
		int mid = (left + right) / 2;
		if (arr[mid] < n)
		{
			left = mid + 1;
		}
		else if(arr[mid]>n)
		{
			right = mid - 1;
		}
		else
		{
			printf("找到了,下标为%d\n", mid);
			found = 1;
			break;
		}
	}
	if (found == 0)
		printf("找不到\n");

	return 0;

}

五,变长数组

数组中还有变长数组,如果想要了解的话请于都该文章,讲解的非常详细C语言------数组(变长数组和数组练习)

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