【C语言篇】从零带你全面了解数组(超详细)

简介: 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。

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]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

目录
相关文章
|
2月前
|
存储 C语言 C++
【C语言数组】
【C语言数组】
|
1天前
|
C语言
顺序表数组法构建(C语言描述)
如何使用C语言通过数组方法构建有序顺序表,包括顺序表的创建、插入、删除和打印等。
9 2
|
7天前
|
存储 编译器 C语言
【C语言】数组(一维、二维数组的简单介绍)
【C语言】数组(一维、二维数组的简单介绍)
|
1天前
|
C语言
C语言数组练习以及场景练习题
C语言数组练习以及场景练习题
13 0
|
3天前
|
C语言
C语言数组练习之让生锈大脑转一下(练习篇)
C语言数组练习之让生锈大脑转一下(练习篇)
21 0
|
5天前
|
存储 C语言
初识C语言4——数组
初识C语言4——数组
40 0
|
1月前
|
存储 编译器 C语言
【C语言基础考研向】09 一维数组
数组是一种有序集合,用于存储相同类型的数据,便于统一操作与管理。例如,将衣柜底层划分为10个格子存放鞋子,便于快速定位。在C语言中,数组定义格式为 `类型说明符数组名[常量表达式];`,如 `int a[10];` 表示定义了一个包含10个整数的数组。数组初始化时可以直接赋值,也可以部分赋值,且数组长度必须固定。数组在内存中连续存储,访问时需注意下标范围,避免越界导致数据异常。数组作为参数传递时,传递的是首地址,修改会影响原数组。
|
1月前
|
存储 C语言
【C语言基础考研向】10 字符数组初始化及传递和scanf 读取字符串
本文介绍了C语言中字符数组的初始化方法及其在函数间传递的注意事项。字符数组初始化有两种方式:逐个字符赋值或整体初始化字符串。实际工作中常用后者,如`char c[10]=&quot;hello&quot;`。示例代码展示了如何初始化及传递字符数组,并解释了为何未正确添加结束符`\0`会导致乱码。此外,还讨论了`scanf`函数读取字符串时忽略空格和回车的特点。
|
7天前
|
存储 编译器 C语言
【C语言篇】数组和函数的实践:扫雷游戏(附源码)
【C语言篇】数组和函数的实践:扫雷游戏(附源码)
20 0
|
7天前
|
编译器 C语言
【C语言】指针篇-深入探索数组名和指针数组- 必读指南(2/5)
【C语言】指针篇-深入探索数组名和指针数组- 必读指南(2/5)