C语言——D/数组

一、数组的概念

数组是⼀组相同类型元素的集合；
• 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见的是⼆维数组。

二、一维数组的创建和初始化

1、数组创建

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：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；
• [  ] 中的常量值是⽤来指定数组的大小的。
⽐如：我们现在想存储某个班级的20⼈的数学成绩

int math[20];

2、数组的初始化

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

//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};

3、数组的类型

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。

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] 

三、一维数组的使用

1、数组下标

C语⾔规定数组是有下标，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};

数组 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
下标 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。
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：

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;
}

2、数组元素的打印

如果想要访问整个数组的内容，那怎么办呢？
利用 for 循环产⽣ 0~9 的下标，接下来使⽤下标访问就行了。

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;
}

3、数组的输入

明⽩了数组的访问，我们就可以得到自己想要的数组元素。

例：

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]);
		printf("%d \n", arr[i]);
	}

	return 0;
}

四、一维数组在内存中的存储

我们先打印出一组数组元素的地址：

我们不难发现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。

五、计算数组中元素个数

思路：总价 / 单价 = 个数

s1:总价

可以利用 sizeof 对数组的大小进行计算：

int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	printf("%zd\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。

s2:单价

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:

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;
}

s3:个数

接下来就能计算出数组的元素个数：

int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	printf("%d\n", sz);
	return 0;
}

六、二维数组的创建

1、二维数组得概念

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。

 

2、二维数组的创建

type arr_name[常量值1][常量值2]；
例如：
int arr[3][5];

解释：
• 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。

七、二维数组的初始化

1、不完全初始化

int arr1[3][5] = {1,2};
int arr2[3][5] = {0};

2、完全初始化

int arr3[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};

 

3、按照行初始化

int arr4[3][5] = {{1,2},{3,4},{5,6}};

 

4、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}};

八、二维数组的使用

1、二维数组的下标

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。

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

 

最左侧绿⾊的数字表示行号，顶层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。

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;
}
//输出结果为7

2、二维数组的输入和输出

思路：按照⼀定的规律产⽣所有的行和列的数字就行，可以借助循环实现生成所有的下标。

int main()
{
	int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7 };
	int i = 0;
	//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;
}

九、二维数组在内存中的存储

先打印出二维数组中所有元素在内存中的储存地址：

分析可得：

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。

十、C99中的变长数组

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 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。

变长数组的根本特征，就是数组长度只有运行时才能确定，所以变长数组不能初始化。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长度，程序可以在运行时为数组分配精确的度。

注意：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；

但是可以使用 小熊猫 或者 浏览器的编译环境。

例：

#include 
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：

十一、数组练习

练习1：字符向中汇聚

思考：编写代码，演示多个字符从两端移动，向中间汇聚

#include 
int main()
{
	char arr1[] = "welcome to bit...";
	char arr2[] = "#################";
	int left = 0;
	int right = strlen(arr1) - 1;
	printf("%s\n", arr2);
	while (left <= right)
	{
		Sleep(1000);
		arr2[left] = arr1[left];
		arr2[right] = arr1[right];
		left++;
		right--;
		printf("%s\n", arr2);
	}
	return 0;
}

练习2：二分查找

分析：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。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 
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;
}

鸡汤！！！动力！！！