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。
一维数组的创建与初始化
数组创建
type name[常量]
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表示创建数组的类型,如char int flaot short
name表示创建数组的名字,
[常量]表示创建的数组的大小
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
int math[20];
当然我们也可以根据需要创建其他类型和大小的数组
char ch[8];
double score[10];
数组的初始化
有时候,数组在创建的时候,我们需要给定⼀些初始值,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
int arr1[5]={1,2,3,4,5};//完全初始化
int arr2[6]={1};//不完全初始化
int arr3[3]={1,2,3,4};//错误的初始化,初始化数量多余创建的个数
这里我们可以看到,第一个就是将我们创建的数组个数全部赋值
第二个则创建的六个个数只初始化了一个元素,剩下的元素编译器会自动补0
第三个是错误的初始化,因为初始化的元素个数多余创建的元素个数
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 [5];
char [6];
short [3];
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
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
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]
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
printf("%d\n", arr[7]);
printf("%d\n", arr[3]);
return 0;
}
数组元素的打印
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
#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;
}
数组的输入
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
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10];
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
scanf("%d",&arr[i]);
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}
这里为什么有两个for循环?因为第一个for循环只是代表输入的数值,并没有打印出来,所以我们还需要一个for循环来输出打印
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
#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;
}
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
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,这个时候我们就可以使用sizeof关键字进行计算类型或者变量大小
#include<stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
printf("%d\n", sizeof(arr));
return 0;
}
因为我们定义的是一个整型的数组里面有10个元素,一个整型占用4个字节,所以总占用字节为40
这里也可以将"%d"占位符换成“%zd”占位符,“%zd”匹配sizeof关键字
接下来我们可以计算出元素的个数
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
printf("%zd\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
二维数组的创建
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
type name[常量][常量];
例如
int arr1[5][10];
char arr2[3][4];
我们拿char类型数组举例,“char”表示我们定义数组的类型,“arr2”表示定义的数组名,“[3]”表示有三横,但是三横只从下标0开始算,“[4]”表示有四列,下标也是从0开始,基本上与一维数组创建相似
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
不完全初始化
int arr1[3][4]={1,2};
int arr2[3][4]={0};
此时我们可以看出来定义的二维数组是三行五列,未初始化的元素用0代替
完全初始化
int arr[3][5]={1,2,3,4,5,2,3,4,5,6,3,4,5,6,7};
二维数组的使用
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了
#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",arr[2][4]);
return 0;
}
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?
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,行的下标范围是0~2,列的下标范围是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};
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
for (int j = 0; j < 5; j++)
{
printf("%d ",arr[i][j]);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[3][5] = {0};
int i = 0;
for ( i = 0; i < 3; i++)
{
int j = 0;
for ( j = 0; j < 5; j++)
{
scanf("%d", &arr[i][j]);
}
}
for ( i = 0; i < 3; i++)
{
int j = 0;
for ( j = 0; j < 5; j++)
{
printf("%d ", arr[i][j]);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
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
#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;
}
但在这里的输出结果在不同的环境下不同,X86是32位环境就要输出地址小一点,X64是64位环境输出地址就要大一点
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
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 arr[10];
int arr[3+5];
int arr[]={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,所以在C99中新增了一个变长数组的功能,允许我们可以使⽤变量指定数组大小
int n=a+b;
int arr[n];
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中的变⻓数组,没法测试;下⾯是在g***编译器上测试
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0;
while(scanf("%d", &n)!=EOF)
{
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]);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
在这里我在scanf函数外面嵌套了一个while循环,作用是实现多组输入,"EOF"就相当于0,我输入3,就表示有三个数,最后输出3个数,输入4同理
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 k = 4;
int s = 0;//初始化'0'表示还没有找到,'1'表示找到了
int m = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int left = 0;
int right = m - 1;//通过下标进行查找就要让总数减1后就是9
int mid = 0;
while (left <= right)
{
if (arr[mid] < k)
{
left = mid + 1;
}
else if (arr[mid] > k)
{
right = mid - 1;
}
else
{
s = 1;
printf("找到了,下标是%d", mid);
break;
}
mid = (right - left) / 2 + left;
}
if (s == 0)
{
printf("没找到");
}
return 0;
}
找到4的下标是3