前言
续之前我们讲数组的文末,我提到将要出一期关于数组的强化训练,那么本期我们就来为大家讲解一下数组方面的强化训练,本篇训练不仅可以让你很好的复习到数组的知识,而且可以让你对数组有全新的认识,进而可以提高自己的编程思维。
如果你对数组的基础知识还不了解的话,那么就请先看这篇博客:https://developer.aliyun.com/article/1003455?spm=a2c6h.26396819.creator-center.6.4b9c3e18qashFC
下面我们将强化训练部分分为一维数组和二维数组两个部分去进行(因为多维数组不常用,所以我们这里就没有对其作强化训练)。
一维数组
首先简单回顾一下,一维数组是只有一个下标的数组,它用来表示一组具有相同类型的数据,在变量空间中其内存连续,我们可以使用下标去进行访问内部元素。
一维数组的最值
第一个想为大家介绍下一维数组的最值问题,我们在平时训练的时候经常会碰到一种类型的题目,就是给你一个数组,让你去输出数组之中的最大值或者其中的最小值,那么我们就来解决这个问题。
首先,我们要知道如果我们想要得到数组中的最大值或者最小值,我们就要进行比较。问题在于我们在数组中怎么去进行比较呢?
我们在这里运用遍历一遍数组的方法,先设定一个数为我们的目标数,这个目标数我们可以取数组第一个元素;之后,我们从第二个元素去遍历数组,让后面的元素均与目标数相比,如果我们想要寻找最大值,我们就当元素比目标数大的时候,更新一下目标数,也就是让目标数等于当前元素,然后我们再继续的遍历,这样遍历到结束的时候,我们的目标数也就是数组中元素的最大值了;同理可得,如果我们想要得到最小值,就当目标数大于当前元素的时候,更新一下目标数即可,这样当循环结束之后我们就可以得到数组元素中的最小值了。
#include <stdio.h> int main() { int a[] = { 1, -2, 3, 4, 5, -6, 8, -8, -9, 7 } ; //定义一个数组,同时初始化所有成员变量 int i ; int max = a[0] ; //定义我们最大值目标数 int min = a[0] ; //定义我们最小值目标数 /* sizeof(a)表示数组a大小, sizeof(a[0]表示数组中一个元素大小 因为一个数组中所有的元素大小均相等, 所有我们用数组大小除以元素大小就可以得到数组长度了 所以 sizeof(a) / sizeof(a[0] 就是数组a的长度了 */ for (i = 1; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++) //从第二个元素向后循环 { if (a[i] > max) //当元素比最大目标数大的时候 { max = a[i]; //更新最大目标数 } if(a[i] < min) //当元素比最小目标数小的时候 { min = a[i] ; //更新最小目标数 } } //正常输出 printf("数组中最大值为:%d\n", max) ; printf("数组中最小值为:%d\n", min) ; return 0; }
运行结果:
一维数组的逆置
第二个知识点就为大家讲解一下一维数组的逆置问题,这种题目的大意大概是,给你一个一维数组,你要将一位数组里面的数字去逆置,当然你可能会说,那我们利用for循环从最末的下标楷书输出不就可以了嘛;这种想法确实不算错,但是我们这里如果不按顺序从头到尾输出了怎么办,如果我么你要求输出单个的元素该怎么办呢,所以在这里我们的要求是将数组下标对应的元素去改变逆置了,不是一个我们单纯意义上输出时看到的逆置。
对于这个题目我为大家提供一个思路,首先我们应该知道数组的守下标是0,尾下标应该是我们的(数组长度-1),然后我们设定两个变量,两个变量的初始值就是首尾下标,然后我们利用这两个变量循环,让两个变量从两边向中间移动,每移动一格我们就将两个下标所对应的元素进行交换,这样当两个下标移动到中间时,我们的数组也就逆置完成了。
对于我们利用两个变量循环,我在这里提出两种方法:分别是while循环和for循环 。
for循环:
for(i=0, j=sizeof(a) / sizeof(a[0]) -1; i<j; i++, j--)
while循环:
int i = 0 ; int j = sizeof(a) / sizeof(a[0]) -1 ; while (i < j)
我们观察一下这两种形式,发现其有很大的相似点,i和j的值我们都要声明,并且我们在判断退出条件的时候都是i<j ,很容易理解,因为当i>j的时候,两个下标就已经超出中间点了,就不需要再去交换元素了;当 i = j 的时候我们两个下标指的内容是相同的,我们没有必要去交换其元素,所以综合来看,我们使用 i<j 作为判断条件即可;
不知道你注意到没有,在for循环中我们有一个 i++ ; j-- ; 所以我们在进行while循环的时候我们就需要在循环内部添加上这两个语句。
我们在进行交换元素的时候,只需设置出一个临时的同类型变量去暂时储存一个变量即可。
tmp = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = tmp;
所以通过上面的讲解,不知道大家有没有发现,其实我们所学习的那么多循环是相通的,我们在平时使用的时候是可以相互转换的,只不过有时候使用某种循环会比较方便一些。
#include <stdio.h> int main() { int a[] = { 1, -2, 3,- 4, 5, -6, 7, -8, -9, 10 };//定义一个数组,同时初始化所有成员变量 int i = 0; //头下标 int j = sizeof(a) / sizeof(a[0]) -1; //尾下标 int tmp; /* for(i=0, j=sizeof(a) / sizeof(a[0]) -1; i<j; i++, j--) { tmp = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = tmp; } */ while (i < j) //判断条件 { tmp = a[i]; //进行元素交换 a[i] = a[j]; a[j] = tmp; i++; j--; } for (i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++) { printf("%d ", a[i]); //输出 } printf("\n"); return 0; }
运行结果:
冒泡法排序
冒泡排序也是我们学习算法时的一个小小的知识点,今天我们在这里为大家讲解一下:
冒泡排序(Bubble Sort)是一种简单直观的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。
为什么要叫冒泡排序:因为数组种越小的元素会经由交换慢慢"浮"到数列的顶端,就像水中的气泡一样,会慢慢的浮到水面一样。
具体实现步骤
知道了冒泡排序,那么我们就来说一下冒泡排序的具体实现步骤:
第一步:比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
第二步:对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。注意:在这步做完后,最后的元素会是最大的数,这时我们在第二次比较的时候,就不需要去考虑最后一个数了;同理可得,我们在第三次操作的时候,就不需要去考虑后两个数了。
第三步:持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。
对数组a进行冒泡排序:
#include <stdio.h> int main() { int a[] = { 4, 2, 3, 1, 5 }; //定义一个数组,同时初始化所有成员变量 int i = 0; int j = 0; int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]); int tmp; for (i = 0; i < n-1; i++) //从前向后进行循环 { for (j = 0; j < n - i -1 ; j++) //内循环的目的是比较相邻的元素,把大的放到后面 { if (a[j] > a[j + 1]) //比较 { tmp = a[j]; a[j] = a[j+1]; a[j+1] = tmp; } } } for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d ", a[i]); } printf("\n"); return 0; }
代码实例讲解
下面我们用举例子的方式来实现一下上面的代码部分:
我们的数组就是这样的:
根据代码演示,第一步我们让i=0; j=0。此时i和j下标对应的都是首元素。
接下来我们比较j和j+1;在这里j>j+1,所以我们进行交换;
然后我们进行j++操作;
然后比较j和j+1 ,这次j>j+1;所以需要交换元素 ;
之后我们继续进行 j++; 和 判断 j 和 j+1 的大小;第一轮循环完成后数组如图所示:
然后我们进行i++操作,这时i=1;并且这次j从0开始向后循环,跟上次不一样的是,这次j循环到n-i-1前截止,也就是不需要比较最后一位的大小了,因为最后一位一定是最大的。
然后接下来我们就按照第一轮循环那样一直循环.....直到结尾。
第二轮循环完成后数组如图所示:
第三轮循环完成后数组如图所示:
第四轮循环完成后数组如图所示:
最终结果:
到这里我么你都就完成了所有步骤,下面就是完整流程图,如果里面细节有不明白的,就可以看看这个:
运行结果:
二维数组
训练要求
对于二维数组的基础训练就不向一维数组一样那么多了,针对二维数组,我们的强化练习就是利用二维数组,去做一个简易版成绩管理系统,也就是根据里面的分数去计算出平均成绩和不合格人数。
输入:对于输入来说,我们可以使用初始化方式,也可以使用for循环进行键盘输入,这两种都是可以的,这里为了方便理解,就使用初始化方式进行初始化数组
我们创建出一个二维数组,二维数组的行数就代表了我们考试的人数,而二维数组的列数,就代表了我们考试的科目。然后我们从第一位同学的每科成绩开始存起。
如果计算平均成绩的话,我们要保证列不变,也就是二维数组的第二个下标不变化,遍历第一个下标去计算平均值。
判断每科不合格也是先按列不动,遍历行数,判断该科目不合格人数,之后我们改列,然后继续遍历即可。
输出:我们使用for循环正常输出即可。
代码:
#include <stdio.h> int main() { //行代表人: 第一位到第五位 //列代表科目:语、数、外 float a[5][3] = { { 80, 75, 56 }, { 59, 65, 71 }, { 59, 63, 70 }, { 85, 45, 90 }, { 76, 77, 45 } } ; int i, j, person_low[3] = { 0 } ; float s = 0, lesson_aver[3] = { 0 } ; //先让三科不合格数均为0人 for (i = 0; i < 3; i++) { for (j = 0; j < 5; j++) { s = s + a[j][i]; if (a[j][i] < 60) //判断不合格人数 { person_low[i]++; } } lesson_aver[i] = s / 5 ; //计算平均数 s = 0; } printf("各科的平均成绩:\n"); for (i = 0; i < 3; i++) { printf("%.2f\n", lesson_aver[i]); } printf("各科不及格的人数:\n"); for (i = 0; i < 3; i++) { printf("%d\n", person_low[i]); } return 0; }
运行结果:
结尾
好啦!我们本期的数组强化训练也就到这里结束了,希望大家可以通过这期训练更好的掌握数组的知识,当然这些都是比较基础的部分,到C语言强化的部分时,我们还会继续接触一些数组更深入的部分!