数组
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。
一维数组
一维数组的创建和初始化
创建
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10⼈的数学成绩，那我们就可以创建⼀个数组，如下：
int math[10];
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];
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};
如果在创建时不进行初始化
- 对于全局数组：默认初始值是0
- 对于局部数组，根据编译器的不同有所差异，不过一般是随机值
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]
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？
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; }
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; }
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; }
一维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。
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，单位是字节，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));//40 return 0; }
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}; 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。
二维数组
二维数组的创建和初始化
二维数组的创建
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。
定义二维数组语法如下：
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：
以arr数组为例：
- 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
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。
不完全初始化
int arr1[3][5] = {1,2}; int arr2[3][5] = {0};
完全初始化
int arr3[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};
按照行初始化
int arr4[3][5] = {{1,2},{3,4},{5,6}};
初始化时省略行不能省略列
nt arr5[][5] = {1,2,3}; int arr6[][5] = {1,2,3,4,5,6,7}; int arr7[][5] = {{1,2}, {3,4}, {5,6}};
二维数组的使用
二维数组下标
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};
图中左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。
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; }
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。
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。
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。
C99中提供了⼀个变⻓数组（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，但在devc等编译器上是可以使用的。
例如：
#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; }
数组练习
练习一
编写代码，演⽰多个字符从两端移动，向中间汇聚：
- 定义两个变量分别指向数组左右元素
- 使用循环依次替换
注：sleep函数就是让程序休眠停顿，单位是毫秒
#include <stdio.h> int main() { char arr1[] = "welcome to CHN..."; 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; }
练习二
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。
⽐如我买了⼀件衣服，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
- 注意循环结束条件有等于
#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;
注意数组必须有序，若是乱序则不能使用
