数组(最全)

简介: 数组(最全)

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];

当然我们也可以根据需要创建其他类型和大小的数组

1. char ch[8];
2. 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:

int arr[10] ={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}

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;
}

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。

#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;
}

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;
}

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;
}

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。

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sizeof 也可以计算数组的

大小

#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];

• 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, 1 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。

#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;
}

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;
}

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;
}

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. 数组练习

练习1:多个字符从两端移动,向中间汇聚

#include <stdio.h>
int main()
{
    char arr1[] = "welcome to scf...";
    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");
    return 0;
}
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