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C语言基础8数组

时间：2024-08-03 16:54:29浏览次数：16  
标签：arr int 基础 C语言 char 数组 printf sizeof

什么是数组

数组是相同类型，有序数据的集合。

数组的特征

  • 数组中的数据被称为数组的元素，是同构的
  • 数组中的元素存放在内存空间里  

衍生概念：下标（索引）

  • 下标或索引代表了数组中元素距离第一个元素的偏移位置
  • 数组中元素的地址值，下标越大，地址值越大。（每一块内存空间都有一个独有的内存地址）
  • 数组的下标是从0开始的。

一维数组

定义

类型说明符 数组名 [数组容量]

  说明：

  • 数组的类型说明符由数组中的元素来决定，也就是元素使什么类型，数组就是什么类型
  • 数组名也是标识符，我们所说的数组【名】，大家可以理解为数据类型是数组的变量【名】
  • 数组容量也可以叫做常量表达式，举例： 
    int ages[10]
int lcd[1024*768]

类型：代表了数组中元素的类型

容量：数组中能存储多少个元素，数组容量可以是一个常量、常量表达式，还可以是符号常量，但必须是整型。

深入理解：

  • 定义一个数组，相当于申请了一个可以容纳所指定元素数量的内存单元。所申请的内存单元是连续的
  • 定义一个数组，相当于定义了多个匿名变量，这些变量可以通过数组名[下标]来标识。

数组元素的访问

原则：数组中的元素不能一次性访问所有元素，只能一个一个的访问

访问方式：

数组名 [下标]；

举例：

//定义一个容纳10个元素的int数组
int arr[10];
//给数组的第一个元素赋值
arr [0] = 89;
//访问数组的第一个元素
int a = arr[0];

//错误示范
int b = arr[10];//error,下标越界异常

注意：数组元素的访问一定不能越界。

案列：

/* 
需求：一维数组案例-引用数组元素。利用循环给数组元素a[0]~a[9]赋值0~9，并且逆序输出 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
// 创建一个数组 
int arr[10]; 
// 使用for循环给数组赋值 
for(int i = 0;i < 10;i++) 
{ 
arr[i] = i; 
}
// 逆序输出 
// 我们通过循环将数组中的元素一个个取出来，称之为遍历 
for(int j = 9;j >= 0;j--) 
{ 
printf("%d ",arr[j]); 
}
printf("\n"); // 纯粹换行 
return 0; 
}

数组的初始化

定义数组的同时，用指定数据来给对应元素赋值。

简化数组定义后，需要对元素一一赋值操作。

语法规则：

类型 数组名[容量] = {常量1，常量2，常量3...}；

注意事项：

  • 数组可以部分初始化：也就是可以给数组中前几个元素初始化，未被初始化的元素，系统将自动初始化，如：0；如果定义数组时未指定数组容量，则系统会根据初始化元素的个数来决定数组容量
//1.如果只给数组前几个元素初始化，后续剩余元素会自动完成初始化，比如赋值0
int arr[10] = {1,2,3,4,5}//等价于以下写法
int arr[10] = {1,2,3,4,5,0,0,0,0,0}

//2.如果定义数组时未定义数组容量，根据初始化元素个数来决定容量
int arr[]={1,2,3,4,5}//等价于以下写法
int arr[5]={1,2,3,4,5}

衍生概念：

  • 柔性数组：柔性数组的概念是在C99标准，针对结构体的最后一个成员可以是一个未指定大小的数组；
广义简单理解：数组容量待定或者待确定的数组，举例： int arr[] = {1,2,3,4,5}

面试题：

在不知道数组类型的情况下，如何确定数组元素的个数 
int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0])

说明：

1. arr 就是我们计算的数组本身， sizeof(arr) 用来计算该数组中总的字节大小。 2. sizeof(arr[0]) 用来计算数组中一个元素所占的字节大小，因为数组中的元素类型相同，所以 计算哪一个都行。 3. sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) 就是用数组中总的字节数除以每一个元素所占的字节数，从而得 到元素的个数。

数组典型应用

冒泡排序

  • 向后冒泡
思想： 1. 一次只排好一个数，针对 n 个数，最差情况需要 n-1 次就可以排好 2. 每次排序将相邻数据两两比较，将较大或较小的数据向后交换，等所有数据都比较完成，将较 大 / 较小的数就会出现在最后，这也是该数应该有的位置。 3. 在余下的数中，再次应用第 2 步的操作，直到只剩下一个数。
  • 向前冒泡
思想： 1. 一次只排好一个数，针对 n 个数，最差情况需要 n-1 次就可以排好 2. 每次排序假定第一个元素是最大 / 最小的，用第一个元素的后面的元素一一与第一个元素比较， 遇到较大 / 较小的和第一个元素交换，访问完数组的最后一个元素，就排好了一个数； 3. 在余下的数中，再次应用第 2 步的操作，直到只剩下一个数。
冒泡排序案例：
/*
需求：一维数组案例-冒泡排序 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
// 创建一个数组，用来存储排序的数列 
int arr[11]; 
int i,j,temp;// i:比较的轮数，j:每一轮比较的次数，temp:临时变量，用来比较时交换数据 
printf("请输入11个测试整数：\n"); 
// 计算数组的大小 
int length = sizeof(arr) / sizeof(int); // 这里 sizeof(int) 等价于 sizeof(arr[0]); 
// 通过循环录入数据 
for(i = 0;i < length; i++) 
{ 
scanf("%d",&arr[i]); 
}
printf("\n"); 
// 对数组arr使用冒泡进行排序（注意：我们使用标准冒泡，大家也可以自行补充优化版的冒泡，如鸡尾酒排序法 
等等）
// 外层循环：控制比较的轮数，因为有11个数，所以我们需要比较 length -1 轮，也就是比较10轮 
for(i = 0;i < length -1;i++) 
{ 
// 内层循环：每一轮比较的次数，每一轮比较的次数为 length - 1 - i， 3-1-0=2,3-1-1=1,3-1-2=0 
for(j = 0;j < length-1-i;j++) 
{ 
// 相邻的两个数进行比较，满足条件交换位置 
if(arr[j] > arr[j+1]) 
{ 
temp = arr[j]; 
arr[j] = arr[j+1]; 
arr[j+1] = temp; 
} 
} 
}
printf("冒泡排序后遍历数组：\n"); 
for(i = 0; i < length; i++) 
{ 
printf("%4d",arr[i]); 
}
printf("\n"); 
return 0;
}

一维数组案例

·/* 
需求：一维数组案例-从键盘输入年、月、日，计算并输出该日是该年的第几天。 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
// 定义变量：年，月，日,统计总天数，循环变量，用来遍历当前月前面的月份 
int year,month,day,sum,k; 
// 定义一个数组，用来存放1～12月每月的天数 
int t[] = {31,0,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};// 柔性数组 
printf("请输入年份、月份、天：\n"); 
scanf("%d,%d,%d",&year,&month,&day); 
// 因为二月比较特殊，存在平年和润年这样的因素，所以需要进行平年和润年的判断 
if((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0) 
{ 
t[1] = 29; // 润年 2月 29天 
}
else 
{ 
t[1] = 28; // 平年 2月 28天 
}
sum = day; // 默认记录最后一个月的天数 
// 这是该年的第几天 
for(k = 0; k < month -1;k++) 
{ 
sum += t[k]; // 叠加前几个月的天数 
}
printf("%d月%d日是%d年的第%d天。\n",month,day,year,sum); 
return 0; 
}

二维数组

定义

二维数组本质上是一个行列式的组合，也就是说二维数组是有行和列两部分构成。二维数组数据是通过行列进行解读。 二维数组可被视为一个特殊的一维数组，相当于二维数组又是一个一维数组，只不过它的元素是一维数组。

语法

类型 数组名[行数][列数]

举例

int arr[3][3] = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}}; // 等价于以下写法 
int arr[][] = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}}; // 柔性数组 
int arr[3][] = {{1,2},{4,5,6},{7}} // 等价于 {{1,2,0},{4,5,6},{7,0,0}}

应用场合

主要应用于数据有行列要求的情况。

特殊写法

下标可以是整型表达式，如： a[2-1][2*2-1] 下标可以是已经有值的变量或数组元素 , 如 a[2*x-1][b[3][1]] 数组元素可以出现在表达式中， 如： b[1][2]=a[2][3]/2

初始化

  • 分行给二维数组赋初值
int a[3][4] = {{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
  • 可将所有数据写在一个花括号内，按照排列顺序对元素赋值
int a[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}; // 等价于上面的写法
  • 可对部分元素赋初值，其余未赋值部分自动填充0|\0|0.0.....
 int a[3][4] = {{1},{5,6},{9}}; // 等价于 int a[3][4] = {{1,0,0,0},{5,6,0,0},{9,0,0,0}}
  • 若对全部元素赋初值，自定义数组时可以省略第一维度的数组长度，第二维度数组的长度必须指明
int a[][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
  • 在分行赋初值时，也可以省略第一维度的长度
int a[][4] = {{1,2,3},{0},{0,10}}; // 等价于 int a[][4] = {{1,2,3,0},{0,0,0,0},{0,10,0,0}}

案列

案例一：二维数组的遍历

/**
* 案例：二维数组的遍历 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
int arr[][3] = {{1},{2,4},{5,6,7}};// 经过论证：二维数组我们必须指明第2维的数组的长度 
// 获取行元素的大小 
int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 如果是二维数组，第1维的长度，应该是如左侧这样获取 
printf("length:%d\n",length); 
// 遍历二维数组，需要使用双层for循环，外层遍历行，内层遍历每一行的列 
for(int row = 0;row < length;row++) 
{ 
// 获取列元素的总大小 
int len = sizeof(arr[row]) / sizeof(int); 
for(int col = 0; col < len; col++) 
{ 
// 获取列元素 
printf("%3d",arr[row][col]);// 意思是获取数组arr 第row行第col列 
}
printf("\n"); 
}
return 0; 
}

案例二：矩阵的转置

/**
* 需求：二维数组案例-矩阵的转置（就是将一个2行3列的数组转换为3行2列的数组） 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
// 准备2个数组，存放转前和转后的数据 
int arr_before[2][3] = {1,2,3,4,5,6}; 
int arr_after[3][2] = {0};// 初始化，每一列上都是0 
// 遍历arr_before 
for(int i = 0;i < sizeof(arr_before)/sizeof(arr_before[0]);i++) 
{ 
for(int j = 0;j < sizeof(arr_before[i])/sizeof(int);j++) 
{ 
// 转置 
arr_after[j][i] = arr_before[i][j]; 
} 
}
// 遍历arr_after 
for(int i = 0;i < sizeof(arr_after)/sizeof(arr_after[0]);i++) 
{ 
for(int j = 0;j < sizeof(arr_after[i])/sizeof(int);j++) 
{ 
// 输出 
printf("%4d",arr_after[i][j]); 
}
printf("\n"); 
}
return 0; 
}

案例三：准备一个int类型的二维数组，求该数组中大的最大值，以及对应的行号，列号

/**
* 需求：二维数组案例-准备一个int类型的二维数组，求该数组中大的最大值，以及对应的行号，列号 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
// 准备一个二维数组 
int arr[3][4] = {{1,2,3,4},{9,8,7,6},{-10,10,-5,2}}; 
// 创建变量，用保存最大值、行号、列号 
int max = arr[0][0],row=0,col=0; 
// 遍历集合 
for(int i = 0;i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);i++) 
{ 
for(int j = 0;j < sizeof(arr[i]) / sizeof(arr[i][0]);j++) 
{ 
// 判断最大值 
if(arr[i][j] > max) 
{ 
max = arr[i][j]; 
row = i; 
col = j; 
} 
} 
}
printf("max=%d,row=%d,col=%d\n",max,row,col); 
return 0; 
}

字符数组

概念

元素类型为 char 字符型的数组，字符数组往往是用来存储字符串数据的。需要注意的一点是，我们 C 语言中的字符是字节字符。 字节字符：也就是一个字符占 1 个字节 
char a = 'A' // 正确
 char b = '1' // 正确
 char c = 65 // 正确 这是ASCII码编号，对应的值是 'A'
 char d = "A" // 错误，这是字符串的写法，也是char数组的写法，char d[1] = "A" 
char e = '马' // 错误，中文一个字符超过1一个字节

语法

char 数组名[容量]; 
char 数组名[行容量][列容量];
字符数组的语法就是之前所学一维数组和二维数组的语法，只不过数据类型是 char 而已。 注意 : 如果我们的 char 数组初始化的时候，没有完全赋完值的时候，空出来的地方使用 \0 进行填充。

案例

案例一

/**
* 需求：字符数组案例-输出一个字符串（I LOVE YOU!） 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
// 准备一个测试字符串 I LOVE YOU！ 
char arr[11] = {'I',' ','L','O','V','E',' ','Y','O','U','!'}; 
// 通过一个for循环进行遍历输出 
for(int i = 0;i < sizeof(arr)/sizeof(char);i++) 
{ 
printf("%c",arr[i]); 
}
printf("\n"); 
return 0; 
}

案例二

/**
* 需求：字符数组案例-输出一个用字符组成的菱形图案 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
// 准备数据 
char arr[5][5] = {{' ',' ','*',' ',' '},{' ','*',' ','*',' '},{'*',' ',' ',' ','*'},{' 
','*',' ','*',' '},{' ',' ','*',' ',' '}}; 
// 遍历数组 
for(int i = 0;i < sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);i++) 
{ 
for(int j = 0;j < sizeof(arr[i])/sizeof(char);j++) 
{ 
// 打印菱形 
printf("%c",arr[i][j]); 
}
// 内层循环每结束一轮，就是一行 
printf("\n"); 
}
printf("\n"); 
return 0; 
}

字符串和字符串结束标志

说明

字符数组的多样表示

我们的 char 数组可以以数组的方式一个个输出每个字符；我们的 char 数组也可以以字符串的方式整体进行输出所有字符。具体如下面案例： 
/* 
需求：字符数组->字符串 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
// 字符串第1种表示： 
char s1[] = {'h','e','l','l','o',' ','w','o','r','l','d'}; 
// 字符串第2种表示： 
char s2[] = {"hello world"}; 
// 字符串第3种表示： 
char s3[] = "hello world"; 
// 测试，使用字符串方式打印，这样就不用一一遍历 
printf("%s\n",s1); 
printf("%s\n",s2); 
printf("%s\n",s3); 
return 0; 
}

字符串的基础操作

字符串输入

  • scanf("%s",数组名)

案例：

/*
* 需求：字符数组-字符串的输入输出 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
// 创建一个变量，用来存放人的名字 
char name[20]; 
printf("请输入您的姓名：\n");
scanf("%s",name);// 如果是字符串，这里不是变量地址，是变量名 
printf("您的姓名是：%s\n",name); 
return 0; 
}
注意：采用 scanf 进行字符串输入，要求字符串中不能存在空格，否则字符串遇到空格会结束。
  • fgets( 数组名 , 数组容量， stdin);
说明：采用 fgets 进行字符串输入，可获取所有输入的字符串，包含 \n ，在实际的字符串处理时，我们可能需要处理 \n 案例： 
/*
* 需求：字符数组-字符串的输入输出 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
// 创建一个变量，用来存放人的名字 
char name[20]; 
printf("请输入您的姓名：\n"); 
fgets(name,sizeof(name)/sizeof(char),stdin);// 输入，返回地址 
puts(name);// 输出 
return 0; 
}
注意： 1. 如果输入的字符串不包含 空格 和 换行 ，可以使用 scanf() | fgets(); 2. 如果输入的字符串需要包含 空格 和 换行 ，只能使用 fgets(); 3. 经过对比，我们发现，在字符串的输入中， fgets() 更好；

字符串输出

  • puts( 数组名 )
案例： 
/*
* 需求：字符数组-字符串的输入输出 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
// 创建一个变量，用来存放人的名字 
char name[20]; 
printf("请输入您的姓名：\n"); 
scanf("%s",name); 
puts(name);// 输出 问题？字符串如何拼接 
printf("您的姓名是：%s\n",name); 
return 0; 
}
  • printf("%s", 数组名 );
案例： 
/*
* 需求：字符数组-字符串的输入输出 
*/ 
#include <stdio.h> 
int main() 
{ 
// 创建一个变量，用来存放人的名字 
char name[20]; 
printf("请输入您的姓名：\n"); 
scanf("%s",name); 
printf("您的姓名是：%s\n",name); 
return 0; 
}

字符串拼接

  • strcat( 数组名 ," 需要拼接的字符串 ")
注意： 需要引入 #include <string.h> 案例： 
/*
* 需求：字符数组-字符串的输入输出 
*/ 
#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
int main() 
{ 
// 创建一个变量，用来存放人的名字 
char name[20]; 
printf("请输入您的姓名：\n"); 
fgets(name,sizeof(name)/sizeof(char),stdin);// 输入，返回地址 
puts(strcat(name," 跑着！"));// 拼接 
return 0; 
}

字符串拷贝

  • strcpy( 数组名 , 字符串 )
注意：需要引入 <string.h> 库 说明：这个方法适合给字符串赋值用 
char str[16] = "马杰克" // 初始化，正确
 char str[16]; str[16] = "马杰克" // 赋值，错误
 char str[16]; strcpy(str,"马杰克") // 赋值，正确，结果：马杰克

案例：

/*
* 需求：字符数组-字符串的输入输出 
*/ 
#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
int main() 
{ 
// 创建一个变量，用来存放人的名字 
char name[20]; 
printf("请输入您的姓名：\n"); 
scanf("%s",name); 
strcpy(name,"你好"); 
printf("%s\n",name);// 输出 
return 0; 
}

字符串比较

  • strcmp( 字符串 1, 字符串 2);
注意： 1. 需要引入 <string.h> 2. 返回的结果是 boolean 案例： 
/*
* 需求：字符数组-字符串的输入输出 
*/ 
#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
int main() 
{ 
// 创建一个变量，用来存放人的名字 
char username[20]; 
printf("请输入您的账户：\n"); 
scanf("%s",username); 
if(strcmp(username,"admin")) 
{ 
printf("账户输入错误！\n"); 
}
else 
{ 
printf("账户输入正确！\n"); 
}
return 0; 
}

获取字符串长度

  • strlen( 字符串 )
注意： 1. 需要 <string.h> 2. 返回字符串长度 案例： 
/*
* 需求：字符数组-字符串的输入输出 
*/ 
#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
int main() 
{ 
// 创建一个变量，用来存放人的名字 
char username[20]; 
printf("请输入您的账户：\n"); 
scanf("%s",username); 
// 获取字符串长度 
unsigned long len = strlen(username); 
if(strcmp(username,"admin")) 
{ 
printf("账户输入错误！%lu\n",len); 
}
else 
{ 
printf("账户输入正确！%lu\n",len); 
}
return 0; 
}

标签：arr,int,基础,C语言,char,数组,printf,sizeof
From： https://blog.csdn.net/m0_69147706/article/details/140839024

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