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C语言之“ 数组 ”
2024-09-20 19:00:08基础资料围观104次
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前言
本期给大家介绍的数组主要内容包括:数组的一些概念、了解一维数组、二维数组。
一、数组
数组是⼀组相同类型元素的集合;从这个概念中我们就可以发现2个有价值的信息:
•
数组中存放的是1个或者多个数据,但是数组元素个数不能为0。
•
数组中存放的多个数据,类型是相同的。
数组分为⼀维数组和多维数组,多维数组⼀般⽐较多⻅的是⼆维数组。
二、一维数组
2.1 一维数组的创建和初始化
数组创建
语法形式如下:
1 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。
•
type
指定的是数组中存放数据的类型,可以是:
char
、
short
、
int
、
float
等,也可以⾃
定义的类型
•
arr_name
指的是数组名的名字,这个名字根据实际情况,起的有意义就⾏。
•
[]
中的常量值是⽤来指定数组的⼤⼩的,这个数组的⼤⼩是根据实际的需求指定就⾏。
⽐如:我们现在想存储某个班级的20⼈的数学成绩,那我们就可以创建⼀个数组,如下:
int math[20];
char ch[8];
double score[10];
数组初始化
有时候,数组在创建的时候,我们需要给定⼀些初始值值,这种就称为初始化的。
那数组如何初始化呢?数组的初始化⼀般使⽤⼤括号,将数据放在⼤括号中。
//完全初始化
int arr[5] = {1,2,3,4,5};
//不完全初始化
int arr2[6] = {1};//第⼀个元素初始化为1,剩余的元素默认初始化为0
//错误的初始化 - 初始化项太多
int arr3[3] = {1, 2, 3, 4};
数组类型
数组也是有类型的,数组算是⼀种⾃定义类型,去掉数组名留下的就是数组的类型。
如下:
int arr1[10];
int arr2[12];
char ch[5];
arr1数组的类型是 int [10]
arr2数组的类型是 int[12]
ch 数组的类型是 char [5]
2.2 一维数组的使用
学习了⼀维数组的基本语法,⼀维数组可以存放数据,存放数据的⽬的是对数据的操作,那我们如何使⽤⼀维数组呢?
数组下标
C语⾔规定数组是有下标的,下标是从0开始的,假设数组有n个元素,最后⼀个元素的下标是n-1,下标就相当于数组元素的编号,如下:
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
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:
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
printf("%d\n", arr[7]);//8
printf("%d\n", arr[3]);//4
return 0;
}
执行结果:
数组打印
接下来,如果想要访问整个数组的内容,那怎么办呢?
只要我们产⽣数组所有元素的下标就可以了,那我们使⽤for循环产⽣0~9的下标,接下来使⽤下标访问就⾏了。
如下代码:
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {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;
}
输出的结果:
数组输入
明⽩了数组的访问,当然我们也根据需求,⾃⼰给数组输⼊想要的数据,如下:
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int i = 0;
for(i=0; i<10; i++)
{
scanf("%d", &arr[i]);
}
for(i=0; i<10; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}
2.3 一维数组在内存中的储存
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:
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {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;
}
输出结果我们看看:
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
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讲,这⾥暂且记住就⾏)。
三、sizeof计算数组元素个数
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。
⽐如:
#include <stido.h>
int main()
{
int arr[10] = {0};
printf("%d\n", sizeof(arr));
return 0;
}
这⾥输出的结果是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。
#include <stido.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;
}
接下来就能计算出数组的元素个数:
#include <stido.h>
int main()
{
int arr[10] = {0};
int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
printf("%d\n", sz);
return 0;
}
这⾥的结果是:10,表⽰数组有10个元素。
以后在代码中需要数组元素个数的地⽅就不⽤固定写死了,使⽤上⾯的计算,不管数组怎么变化,计算出的⼤⼩也就随着变化了。
四、二位数组
4.1 二维数组的概念
前⾯学习的数组被称为⼀维数组,数组的元素都是内置类型的,如果我们把⼀维数组做为数组的元
素,这时候就是⼆维数组,⼆维数组作为数组元素的数组被称为三维数组,⼆维数组以上的数组统称为多维数组。
4.2 二维数组的创建
那我们如何定义⼆维数组呢?语法如下:
type arr_name[常量值1][常量值2];
例如:
int arr[3][5];
double data[2][8];
解释:上述代码中出现的信息
•
3表⽰数组有3⾏
•
5表⽰每⼀⾏有5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
data数组意思基本⼀致。
4.3 二维数组的初始化
在创建变量或者数组的时候,给定⼀些初始值,被称为初始化。
那⼆维数组如何初始化呢?像⼀维数组⼀样,也是使⽤⼤括号初始化的。
不完全初始化
int arr1[3][5] = {1,2};
int arr2[3][5] = {0};
完全初始化
int arr3[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};
按照行初始化
int arr4[3][5] = {{1,2},{3,4},{5,6}};
初始化时省略行,但是不能省略列
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}};
4.5 二维数组的使用
当我们掌握了⼆维数组的创建和初始化,那我们怎么使⽤⼆维数组呢?
其实⼆维数组访问也是使⽤下标的形式的,⼆维数组是有⾏和列的,只要锁定了⾏和列就能唯⼀锁定数组中的⼀个元素。
C语⾔规定,⼆维数组的⾏是从0开始的,列也是从0开始的,如下所⽰:
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⾏号,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。
#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;
}
4.6 二维数组的输入和输出
访问⼆维数组的单个元素我们知道了,那如何访问整个⼆维数组呢?
其实我们只要能够按照⼀定的规律产⽣所有的⾏和列的数字就⾏;以上⼀段代码中的arr数组为例,⾏的选择范围是0~2,列的取值范围是0~4,所以我们可以借助循环实现⽣成所有的下标。
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};
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;
}
4.7 二维数组的储存
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:
#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。如下图所⽰:
了解清楚⼆维数组在内存中的布局,有利于我们后期使⽤指针来访问数组的学习。
五、C99中的变长数组
在C99标准之前,C语⾔在创建数组的时候,数组⼤⼩的指定只能使⽤常量、常量表达式,或者如果我们初始化数据的话,可以省略数组⼤⼩。
int arr1[10];
int arr2[3+5];
int arr3[] = {1,2,3};
这样的语法限制,让我们创建数组就不够灵活,有时候数组⼤了浪费空间,有时候数组⼜⼩了不够⽤的。 C99中给⼀个变⻓数组(variable-length array,简称 VLA)的新特性,允许我们可以使⽤变量指定 数组⼤⼩。 请看下⾯的代码:
int n = a+b;
int arr[n];
上⾯⽰例中,数组
arr
就是变⻓数组,因为它的⻓度取决于变量
n
的值,编译器没法事先确定,只
有运⾏时才能知道
n
是多少。
变⻓数组的根本特征,就是数组⻓度只有运⾏时才能确定,所以变⻓数组不能初始化。它的好处是程 序员不必在开发时,随意为数组指定⼀个估计的⻓度,程序可以在运⾏时为数组分配精确的⻓度。有 ⼀个⽐较迷惑的点,变⻓数组的意思是数组的⼤⼩是可以使⽤变量来指定的,在程序运⾏的时候,根 据变量的⼤⼩来指定数组的元素个数,⽽不是说数组的⼤⼩是可变的。数组的⼤⼩⼀旦确定就不能再 变化了。 遗憾的是在VS2022上,虽然⽀持⼤部分C99的语法,没有⽀持C99中的变⻓数组,没法测试;下⾯是我在gcc编译器上测试,可以看⼀下
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0;
scanf("%d", &n);//根据输⼊数值确定数组的⼤⼩
int arr[n];
int i = 0;
for (i = 0; i < n; i++)
{
scanf("%d", &arr[i]);
}
for (i = 0; i < n; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}
第⼀次测试,我给n中输⼊5,然后输⼊5个数字在数组中,并正常输出
第⼆次测试,我给n中输⼊10,然后输⼊10个数字在数组中,并正常输出
六、二分查找
在⼀个升序的数组中查找指定的数字n,很容易想到的⽅法就是遍历数组,但是这种⽅法效率⽐较低。 ⽐如我买了⼀双鞋,你好奇问我多少钱,我说不超过300元。你还是好奇,你想知道到底多少,我就让 你猜,你会怎么猜?你会1,2,3,4...这样猜吗?显然很慢;⼀般你都会猜中间数字,⽐如:150,然后看⼤了还是⼩了,这就是⼆分查找,也叫折半查找。
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int left = 0;
int right = sizeof(arr)/sizeof(arr[0])-1;
int key = 7;//要找的数字
int mid = 0;//记录中间元素的下标
int find = 0;
while(left<=right)
{
mid = (left+right)/2;
if(arr[mid]>key)
{
right = mid-1;
}
else if(arr[mid] < key)
{
left = mid+1;
}
else
{
find = 1;
break;
}
}
if(1 == find )
printf("找到了,下标是%d\n", mid);
else
printf("找不到\n");
return 0;
}
求中间元素的下标,使⽤
mid = (left+right)/2
,如果left和right⽐较⼤的时候可能存在问
题,可以使⽤下⾯的⽅式:
mid = left+(right-left)/2;
总结
重点理解数组的储存是连续的,还有对二维数组的理解。自己实现一下二分查找!!
文章来源:https://blog.csdn.net/2302_80867815/article/details/141198066
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