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第7讲：数组

时间：2024-10-20 09:49:13浏览次数：9  
标签：10 arr 初始化 int 元素 数组

文章目录


1. 数组的概念
2. ⼀维数组的创建和初始化
3. ⼀维数组的使用
4. ⼀维数组在内存中的存储
5. sizeof计算数组元素个数
6. ⼆维数组的创建
7. ⼆维数组的初始化
8. ⼆维数组的使用
9. ⼆维数组在内存中的存储
10. C99中的变长数组
11. 数组练习

正文开始

1. 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见的是⼆维数组。

2. ⼀维数组的创建和初始化

2.1 数组创建
⼀维数组创建的基本语法如下：

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];

2.2 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。
//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};
2.3 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。
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]

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，那我们如何使用⼀维数组呢？

3.1 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：
在这里插入图片描述

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
数组元素和下标在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;
}
输出结果：
在这里插入图片描述
3.2 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。
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：
在这里插入图片描述

3.3 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，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;
}
在这里插入图片描述

4. 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。
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：
在这里插入图片描述

从输出的结果我们分析，数组随着下标的增长，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（在讲指针的时候我们在再讲，这⾥暂且记住就行）。

  1. 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：
    1 #include <stido.h>
    2
    3 int main()
    4 {
    5 int arr[10] = {0};
    6 printf(“%d\n”, sizeof(arr));
    7 return 0;
    8 }
    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。
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    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;
    }
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    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。

6. ⼆维数组的创建

6.1 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。
在这里插入图片描述
6.2 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。

7. 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。

7.1 不完全初始化

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

7.2 完全初始化

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

7.3 按照行初始化

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

7.4 初始化时可以省略行，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}};
在这里插入图片描述

8. 二维数组的使用

8.1 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};//3行5 列

#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;
}
输出结果如下图所示:
在这里插入图片描述
8.2 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02，列的取值范围是04，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;
}
输入和输出的结果如下图所示:
在这里插入图片描述

9. 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 <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;
}
输出的结果：
在这里插入图片描述
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。

10. 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];
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];
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⻓度。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 <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

11. 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
#include <stdio.h>
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
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”);
}

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

完

标签：10,arr,初始化,int,元素,数组
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