C语言
内容提要
- 数组
- 数组的概念
- 一维数组
- 排序算法：冒泡排序
数组
数组的引入
如果要在程序中保存一个人的年龄？如何保存？
答：创建一个基于int类型的变量即可，举例：
int age = 21如果要在程序中保存一个人的三门课成绩？如何保存？
答：创建三个基于float类型的变量，举例：
float score1,score2,score3;问：保存一个人15门课程的成绩？如何保存？需要用到一个新的知识点：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）
衍生概念：下标（索引）
- 下标或者索引代表了数组中元素距离第一个元素（首地址所在的元素）的便宜量。举例：第1 个元素距离第1个元素的偏移量是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：
数组的最大下标 = 数组的元素个数（数组的容量） - 1
inta：在内存中开辟一块空间，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：数据类型又被称作类型说明符，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），大家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定义了一个数组，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定义了一个数组，相当于定义了多个匿名的变量，这些变量可以通过数组[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 ‘\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。
举例：
#include <stdio.h> int g_age; //全局作用域，定义在函数的外面，默认值是0 int g_ages[5];//全局作用域，等同于全局变量，元素的默认值是0 int main() { int p_age; //局部作用域，函数中定义的所有的变量都属于局部作用域，使用前需要初始化 int p_ages[5];//局部作用域，类同局部作用域，元素的值使用前需要初始化。 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进行赋值
arr[0] = 88;
//访问数组的第一个元素
int 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,报一个错误，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，并且要求逆序输出
代码
/************************************************************************* > File Name: demo01.c > Author: 朱旭博 > Description: > Created Time: 2025年07月17日 星期四 11时45分50秒 ************************************************************************/ #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; }运行结果
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。
语法：
数据类型 数组名[数组容量] = {...};
注意事项：
- ==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，初始值是
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] = {11,12,13,14,15,0,0,0,0,0};
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'}; // 等价于下面写法
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] = {}; // 等价于下面第三种写法
int arr2[5] = {0};// 等价于下面第三种写法，推荐
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。
// 由初始化的元素来决定数组的容量
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：求斐波拉契数列，限制在20个
分析：1，1，2，3，5，8…
代码：
/************************************************************************* > File Name: demo02.c > Author: 朱旭博 > Description: > Created Time: 2025年07月17日 星期四 14时36分12秒 ************************************************************************/ #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]; //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; }运行结果：
案例2
需求：从键盘输入年月日，计算并输出该日是该年第几天。
分析：
- 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。
- 遍历数组，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：
/************************************************************************* > File Name: demo03.c > Author: 朱旭博 > Description: > Created Time: 2025年07月17日 星期四 15时01分29秒 ************************************************************************/ #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，默认为平年的天数。 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。 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; }运行结果
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次就可以排好，最好情况需要0次（交换位置）
- 每次排序假定第一个元素是最大或者最小的，然后相邻的两个元素一次进行比较，遇到较大或者较小的元素进行交换，访问完数组的最后一个元素，就排好了一个数。
- 在余下的元素中，再次应用第2步操作，直到剩下1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;
代码：
/************************************************************************* > File Name: demo04.c > Author: 朱旭博 > Description: > Created Time: 2025年07月17日 星期四 16时08分13秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> int main(int argc,char *argv[]) { //创建一个数组，用来存放冒泡排序的数列 int arr[10]; //定义循环变量和临时变量、是否升序排序，默认降序 int i,j,temp,desc = 1; printf("请输入10个整数：\n"); //计算数组的大小 int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); //通过控制台依次录入10个数字 for (i = 0;i< len;i++) scanf("%d",&arr[i]);//arr[i]：[]的优先级高于&，[]跟arr接合，获取数组中的某个元素，再跟&结合，对这个元素取地址 printf("\n排序前："); for (i = 0;i < len;i++) printf("%-4d",arr[i]); printf("\n"); //冒泡排序 //外层循环：实现排序轮数的遍历：轮数=数组大小 - 1 for (i = 0;i < len - 1;i++) { //内层循环：实现每一轮的比较次数：比较次数 = 数组大小 - 本轮轮数 - 1 for (j = 0;j < len - i - 1;j++) { //相邻的两个数比较后，如果满足交换条件，就要交换位置 //降序排序：if (arr[j] < arr[j+1]) //升序排序：if (arr[j] > arr[j+1]) if (desc) { //降序 if (arr[j] < arr[j+1]) { temp = arr[j]; arr[j] = arr[j+1]; arr[j+1] = temp; } } else { //升序 if (arr[j] > arr[j+1]) { temp = arr[j]; arr[j] = arr[j+1]; arr[j+1] = temp; } } } } printf("\n排序后："); for (i = 0;i < len;i++) printf("%-4d",arr[i]); printf("\n"); return 0; }运行结果：
衍生：
冒泡排序→鸡尾酒排序、摇坠排序、摇床排序、搅拌排序…