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5、原来可以这样理解C语言_数组

时间:2025-01-21 11:29:12浏览次数:3  
标签:初始化 arr 10 int 元素 C语言 理解 数组

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1. 数组的概念

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:

2.2 数组的初始化

2.3 数组的类型

3. ⼀维数组的使⽤ 

3.1 数组下标

3.2 数组元素的打印

3.3 数组的输⼊

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

6.1 ⼆维数组的概念

6.2 ⼆维数组的创建

7. ⼆维数组的初始化

7.1 不完全初始化

7.2 完全初始化

7.3 按照⾏初始化

7.4 初始化时省略⾏,但是不能省略列

8. ⼆维数组的使⽤

8.1 ⼆维数组的下标

8.2 ⼆维数组的输⼊和输出

9. ⼆维数组在内存中的存储

10. C99中的变⻓数组

11. 数组练习

练习1:多个字符从两端移动,向中间汇聚

练习2:⼆分查找


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⻅的是⼆维数组。

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

        • ar r_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];

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];

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

        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:

 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] ,

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:

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:

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;
 }

输⼊个输出结果:

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:

        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(在讲指针的时候我们在再讲,这⾥暂且记住就⾏)。

5. 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 ⼤⼩。

        ⽐如:

 #include <stido.h>
 int main()
 {
 int arr[10] = {0};
 printf("%d\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

        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;
 }

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

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}};

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};

        图中最右侧绿⾊的数字表⽰⾏号,第⼀⾏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。

 #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;
 }

输出的结果如下:

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 <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:

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:

        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。

10. C99中的变⻓数组

        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中给⼀个变⻓数组(variable-lengtharray,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。 变⻓数组的根本特征,就是数组⻓度只有运⾏时才能确定,所以变⻓数组不能初始化。

        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⻓度,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;下⾯是 我在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;

标签:初始化,arr,10,int,元素,C语言,理解,数组
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