C语言:数组

发布于:2025-07-20 ⋅ 阅读:(21) ⋅ 点赞:(0)

数组

  • 在程序中如何保存一个人的年龄

创建一个基于int类型的变量即可,如:int age = 12;

  • 在程序中保存一个人三门课的成绩

创建三个基于float类型的变量,如:float score1,score2,score3;

  • 保存一个人15门课程的成绩

数组!

数组的概念

什么是数组

定义:数组是相同类型有序数据的集合

数组的特征

- 数组中的数据被称之为数组的**元素**,(==所谓的元素,其实就是数组的每一个匿名的变量空间==),是同构
- 数组中的元素存放在内存空间(char player_name[6]:申请在内存中开辟6块连续的基于char型的变量空间)

衍生:下标(索引)

- 下标或者索引代表了数组中元素距离第1个元素(首地址所在的元素)的偏移量。如:第1个元素距离第1个元素的偏移量为0,所以数组中的下标是从0开始的

 

  • 数组的下标是从0开始的

数组的最大下标 = 数组的元素个数(数组的大小或容量)- 1

int a:在内存中开辟1块空间,该空间的大小是4个字节。

int a1,a2,a3,a4,a5:在内存中开辟连续的5块空间,每一块空间的大小是4个字节。但是不如数组方便。

int arr[5]:在内存中开辟连续的5块空间,每一块空间的大小是4个字节。

一维数组

数组的定义

语法:

数据类型 数组名[数组容量];

注意:数据类型又被叫做类型说明符,数组容量又被称作数组元素个数或者数组的大小/长度

说明:

  • 数组的数据类型由数组中的元素来决定。也就是说数据类型,由元素的类型来决定,元素是什么类型,数组就是什么类型。同一个数组中,所有元素的类型都是一致的。

  • 数组名也是标识符,我们所说的数组(名),可以理解为数据类型是数组的变量(名)。命名规则与变量的规则一样,唯一的区别是变量使用单数,数组使用复数。也就是以字母或者下划线开头,后面只能跟字母、数字、下划线。

  • 数组容量还可以叫做常量表达式。其值必须是整数。关于数组容量的类型:

    • C89标准:只支持常量和符号常量,不支持变量。

#define SIZE 5 // 符号常量,使用宏定义

int lenght = 5; // 变量

int arr1[5]; // 常量(字面量)正确
int arr2[SIZE]; // 符号常量,正确
int arr3[length];// 变量,C89错误

 

  • C99标准(大部分环境支持):引入变长数组(VLA)的概念,就是可以使用变量,数组在运行的时候决定大小。举例:

int length = 5; // length = 5; 创建一个变量length,赋值5
int arr[length]; // 创建一个容量为5的数组,C99标准下是正确的(执行这句的代码的时候,已经在内存申请空间)
length = 10; // 此时虽然变量length的值变成了10,但是已经创建的数组的大小是不会改变的。数组大小依然是5

        

类型:

代表了数组中元素的类型,数组的空间大小 = 数组中所有元素空间之和

容量:

数组中能存储多少个元素,数组容量一定是一个整型

深入理解:

①定义一个数组,相当于申请了一个可以容纳所指定元素个数的内存单元,所申请的内存单元是连续的

②定义一个数组,相当于定义了多个匿名的变量,这些变量可以通过数组名[下标]来访问

范例:

//定义一个数组
int arr[10]; //定义一个存放10个int类型元素的数组

关于数组中元素默认值问题:

  • 全局变量和static修饰的变量:元素的默认值是0

  • 局部变量:元素的默认值是随机值,此时强烈建议用户初始化

 #include
 ​
 int g_age; //全局变量,定义在函数的外面,默认值为0
 int g_age[5]; //全局数组,等同于全局变量,元素默认值是0
 ​
 int main()
 {
     int p_age;  //局部变量,函数中定义的所有变量都可称作广义上局部的变量,使用前需要初始化
     int p_age[5];  //局部作用域的数组,类似局部变量,元素的值需要初始化
     return 0;
 }

注意:关于默认值,整型和浮点型的默认值是0,字符型的默认值是\0,\0对应的ASCII码为0

数组元素的访问

原则:

数组中的元素不能一次性访问所有,只能一个一个的访问

语法:

  • 取值:

数组名[下标]
  • 赋值

数组名[下标] = 值

 举例:

//定义一个存储10个元素的int数组
int arr[10];

//给数组的第一个元素赋值
arr[0] = 88;

//访问数组的第一个元素
int a = arr[0];

//修改数组中第一个元素的值
arr[0] = 66; //使用66覆盖88

int c = arr[9];	//如果是一个局部作用域的数组,此时访问的元素的值是随机值,如果是全局作用域,值是0
int b = arr[10]; //error,报错,下标越界异常,因为访问了一个未知的存储空间
案例
  • 需求:利用循环给数组元素a[0]~a[9]赋值0 ~ 9,并要求逆序输出。

  • 代码

#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
	// 创建一个数组,用来存放0~9
	int arr[10];
	// 计算数组的大小:数组大小 = 数组所有元素的总字节数 / 每一个元素的字节数 需要使用到sizeof运算符
	int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	// 通过for循环给数组赋予0~9
	for (int i = 0; i <= 9; i++) arr[i] = i;
	// 逆序输出数组中的元素:数组最大下标 = 数组大小 - 1
	// 使用for循环获取数组每一个元素称之为数组的遍历
	for (int j = len -1; j >= 0; j--) 				printf("%4d", arr[j]);
	printf("\n");
	return 0;
}
数组的初始化

说明:所谓的初始化,就是定义数组的时候,用指定的数据给对应的元素赋值

读法:

数据类型 数组名[数组容量] = {...};

 

注意:

  • 数组可以部分初始化:也就是可以给数组中的前几个元素初始化,未被初始化的元素系统将自动初始化,初始化值为0(也就是一个数组中,一旦有元素被初始化,剩余元素将自动初始化为0)

    //数组的部分初始化
    int arr[10] = {11,12,13,14,15}; //推荐写法,只初始化前5个元素,剩余元素系统默认为0,等价于下面写法
    int arr[10] = {11,12,13,14,15,0,0,0};
    
    char arr1[5] = {'a','b','c'}; //推荐写法,等价于下面写法
    char arr1[5] = {'a','b','c','\0','\0'};
    char arr1[5] = {'a','b','c',0,0};  //'\0'对应的ASCII码是0  char a = 'A' 等价于char a = 65
    
    int arr2[5] = {}; //等价于下面三种
    int arr2[5] = {0};
    int arr2[5] = {0,0,0,0,0};
    

  • 数组根据初始化的元素自动分配大小:如果定义数组时未指定数组容量,则系统会根据初始化的元素的个数来决定容量。

    //由初始化的元素决定数组的容量
    int arr[] = {11,12,13,14,15}; //推荐写法,等价于下面写法
    int arr[5] = {11,12,13,14,15};
    案例

    案例1

  • 需求:求斐波那契数列,限制在20个。

  • 代码:

    #include <stdio.h>
    int main(int argc,char *argv[])
    {
    	// 定义循环变量
    	int i;
    	// 定义一个数组,用来存储20个数列
    	int f[20] = {1,1};
    	// 计算数组的大小
    	int len = sizeof(f) / sizeof(f[0]);
    	// 通过一个for循环完成数列
    	for (i = 2; i < len; i++) f[i] = f[i-1] + f[i-	2]; // {1,1,2,3}
    	// 遍历数组
    	for (i = 0; i < len; i++)
    	{
    	// 1行显示5个数
    		if (i > 0 && i % 5 == 0) printf("\n");
    		printf("%8d",f[i]);
    	}
    	printf("\n");
    	return 0;
    }

    案例2

  • 需求:从键盘输入年、月、日,计算并输出该日是该年多少天

  • 分析

    • 先创建一个数组,用来存放每一个月的天数,由于二月特殊,初始化时默认为平年的天数

    • 从控制台输入年,月,日

    • 闰年校验:如果是闰年,就修改数组中二月份对应的天数(平年:28天,闰年:29天)

    • 定义一个变量,用来记录天数,默认就是我们输入的天数

    • 将输入的月份之前的每一个月的天数取出来加到记录天数的变量中

    • 将统计后的天数打印输出

  • 代码

#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
	// 首先创建一个数组,用来存放每一个月的天数,因为二月特殊,初始化的时候,默认为平年天数。
	int t[] ={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
	// 从控制台输入年,月,日
	int year,month,day;
	printf("请输入年份、月份、天(yyyy-MM-dd):");
	scanf("%d-%d-%d", &year, &month, &day);
	// 闰年校验:如果是闰年,就修改数组中二月份对应的天		数(平年:28天,闰年:29天)。
	if (year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0) t[1] = 29;
	// 定义一个变量,用来记录天数,默认就是我们输入的天数。
	int sum = day;
    // 遍历数组,将输入月份之前的每一个月的天数取出来加到记录天数的变量中。
	for (int i = 0; i < month - 1; i++) sum += t[i];
	// 将统计后的天数打印输出。
	printf("%d月%d日是%d年的第%d天!\n", month, day, year, sum);
	return 0;
}

 

    《冒泡排序》
    • 排序思想(向前冒泡)

      • 一次只排好一个元素,针对n个元素,最差情况需要n-1次就能排好,最好情况需要0次(交换位置次数)

      • 每次排序假定第一个元素时最大或者最小的,然后相邻的两个元素依次进行比较,遇到较大或者较小的元素进行交换,访问完最后一个元素,就排好了一个数

      • 在余下的元素中,再次进行第二步,直到只剩下一个数

    • 推理:

    例如:将 5,4,3,2,1 冒泡排序为 1,2,3,4,5

    排序演示:

    第0轮:5,4,3,2,1 → 4,3,2,1, 5 比较4次 = 数组长度5 - 轮数0 - 1

    第1轮:4,3,2,1, 5 → 3,2,1, 4,5 比较3次 = 数组长度5 - 轮数1 - 1

    第2轮:3,2,1, 4,5 → 2,1, 3,4,5 比较2次 = 数组长度5 - 轮数2 - 1

    第3轮:2,1, 3,4,5 → 1, 2,3,4,5 比较1次 = 数组长度5 - 轮数3 - 1

    • 总结:

    • 案例涉及到5个数的排序,排序了4轮,得到:轮数 = 元素个数(数组大小)- 1,我们可以通过一个外层for循环实现轮数的遍历。

    • 案例涉及的每一轮中数列的排序次数,得到:次数 = 元素个数 - 轮数 [- 1],我们可以通过一个内层for循环实现每一轮次数的遍历。

    • 每一次比较过程中,两个数涉及到位置交换,比如 a = 3, b = 4,交换ab的数据变为 a = 4,b = 3,应该如何实现:

      • 引入一个临时变量temp,将a的值赋值给temp,int temp = a;

      • 将b的值赋值给a, a = b;

      • 将temp的值赋值给b, b = temp;

     

    #include <stdio.h>
    
    int main(int argc,char *argv[])
    {
        //创建数组存储输入的数字
        int arr[10];
    
        //创建变量
        int i, j, temp, desc = 1;
        printf("请输入10个整数:\n");
        
        //计算数组大小
        int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
        
        //接收并打印所有输入的数字
        for(int i = 0;i <= 10;i++) scanf("%d",&arr[i]);
        printf("\n排序前:");
    
        for(i = 0;i <= 10; i++) printf("%-4d",arr[i]);
        printf("\n");
        
        //开始冒泡排序,外部循环,排序轮次 = 数组大小 - 1
        for(i = 0;i < len-1;i++)
        {
            //设置一个信号位,排除数字已经排好序的情况
            int flag = 0;
    
            //内部循环,实现高低排序(交换位置),交换次数最大 = 数组大小 - 本轮轮次(第几轮排序) - 1
            for(j = 0;j <= len - i -1;j++)
            {
                if(desc)
                {   
                    //降序排列
                    if(arr[j] < arr[j+1])
                    {
                        temp = arr[j];
                        arr[j] = arr[j+1];
                        arr[j+1] = temp;
                        flag = 1;
    
                    }
                    //升序排列
                    if(arr[j] > arr[j+1])
                    {
                        temp = arr[j];
                        arr[j] = arr[j+1];
                        arr[j+1] = temp;
                        flag = 1;
                    }
                }
            }
            //如果排序提前完成,直接跳出循环,简化已经排好顺序数字的数组排序过程
        if(!flag) break;
    
        }
        printf("\n排序后:");
        //打印排序后的数字
        for(i = 0;i <= 10;i++) printf("%-4d",arr[i]);
        printf("\n");
    
        return 0;
    }
    
    • 衍生:

    冒泡排序 → 鸡尾酒排序、摇坠排序、摇床排序、搅拌排序...

     

     


    网站公告

    今日签到

    点亮在社区的每一天
    去签到