C语言第九弹---二维数组
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系列专栏： 【C语言详解】 【数据结构详解】
二维数组
1、二维数组的创建
1.1、二维数组的概念
编辑1.2、⼆维数组的创建
2、二维数组的初始化
2.1、不完全初始化
2.2、完全初始化
2.3、按照行初始化
2.4、初始化时省略行，但是不能省略列
3、 ⼆维数组的使用
3.1、⼆维数组的下标
3.2、⼆维数组的输入和输出
4、 ⼆维数组在内存中的存储
5、C99中的变长数组
6、数组练习
总结
1、二维数组的创建
1.1、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。
1.2、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]；
| | | |
| | | |
类型名 数组名 行数 列数
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。
2、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。
2.1、不完全初始化
int arr1[3][5] = {1,2};
int arr2[3][5] = {0};
2.2、完全初始化
int arr3[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};
2.3、按照行初始化
int arr4[3][5] = {{1,2},{3,4},{5,6}};
2.4、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}};
3、 ⼆维数组的使用
3.1、⼆维数组的下标
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};
此处也可以用大括号将一行的数值用大括号括起来，这样更容易理解。
#include
int main()
{
int arr[3][5] = { {1,2,3,4,5}, {2,3,4,5,6} ,{3,4,5,6,7} };//大括号形式
printf("%d\n", arr[2][4]);
return 0;
}
二维数组中括号的第一个表示行号，第二个表示列号，比如，我们说：第2行，第4列，快速就能定位出7。
#include
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;
}
输出的结果如下：
3.2、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
int main()
{
int arr[3][5] = {0};//初始化，全部初始化为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;
}
输入和输出的结果：
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：
#include
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;
}
输出的结果：
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。
5、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。
如：
int arr1[10];//数组大小为常量
int arr2[3+5];//数组大小为常量表达式
int arr3[] = {1,2,3};//不指定数组大小
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中给⼀个变长数组（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];//变量指定数组大小
上面示例中，数组 arr 就是变长数组，因为它的长度取决于变量 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长度。有⼀个比较迷惑的点，变长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中的变长数组，没法测试；下面是在gcc编译器上测试，可以看⼀下
#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
6、数组练习
练习1：多个字符从两端移动，向中间汇聚
编写代码，演示多个字符从两端移动，向中间汇聚
思想：
第一步把arr1头尾的字符拷贝到arr2头尾的位置，然后将arr2打印。
第二步把arr1第二个和倒数第二个位置字符拷贝arr2第二个和倒数第二个位置，然后打印arr2。
.....
用left控制左边下标，right控制右边下标。第一次拷贝完之后则left++，right--，直到左边定义的left > right则停止循环，即left<=right进入循环。
#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);
}
retutn 0;
}
练习2：⼆分查找(前提为有序)
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。
思想：
第一次找中间位置，如果大于中间这个位置的值，则中间位置的下一个为第二次查找的左下标。如果小于中间这个位置的值，则中间位置前一个为第二次查找的右下标。
#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;//初始中间值
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");
}
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(left和right相加时超过该类型最大值)，可以使用下面的方式：
mid = left+(right-left)/2;
总结
本篇博客就结束啦，谢谢大家的观看，如果公主少年们有好的建议可以留言喔，谢谢大家啦！