C语言 - 数组

Lcb3rg

2024-10-20

数组的概念：

数组(Array)，是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。

数组的格式：

如：int a[5];
数组名—->a
下标（或索引、index）—->a[0]….a[4]
元素—->a[0]等于的值
数组的长度—->5

数组的特点：

数组中的元素在内存中是依次紧密排列的，有序的。
创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间。占据的空间的大小，取决于数组的长度和数组中元素的类型。
我们可以直接通过下标(或索引)的方式调用指定位置的元素，速度很快。
数组，一旦初始化完成，其长度就是确定的。数组的长度一旦确定，就不能修改。
数组名引用的是这块连续空间的首地址。

一维数组：

数组名，记录该数组的首地址，即 a[0]的地址。
C 语言规定，数组变量一旦声明，数组名指向的地址就不可更改。
数组通过变量名后加方括号表示，方括号里面是数组可以容纳的成员数量（即长度）。
**注意：**声明数组时，必须给出数组的大小。
解释：
数组元素的调用：
1. 格式：数组名[下标]
2. 数组的下标从0开始，用“int arr[10];”定义数组，则最大下标值为9，不存在数组元素arr[10]。
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  arr[0] = 13; //对该位置数组元素进行赋值
  int score = arr[0]; //调用此位置的元素值
关于长度：
1. 数组的字节长度：
  1. sizeof 运算符会返回整个数组的字节长度。
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  int arr[10];
  printf("数组的字节长度为：%zd\n",sizeof(arr)); //40
2. 数组的长度：
  1. 在定义数组时，需要指定数组中元素的个数，方括号中的常量表达式用来表示元素的个数，即数组长度。
  2. 由于数组成员都是同一个类型，每个成员的字节长度都是一样的，所以数组整体的字节长度除以某个数组元素的字节长度，就可以得到数组的成员数量。
  3. 注意：数组一旦声明/定义了，其长度就固定了，不能动态变化。

定义方式：

数组可以在声明时，使用大括号，同时对每一个成员赋值。
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int arr[5] = {22, 37, 90, 48, 95};

C 语言允许省略方括号里面的数组成员数量，这时根据大括号里面的值的数量，自动确定数组的长度。

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int arr[3] = {10,20,30};
// 等同于
int arr[] = {10,20,30}; //数组arr的长度，将根据大括号里面的值的数量，确定为 3

对数组部分元素赋初值：如果大括号里面的值，少于数组的成员数量，那么未赋值的成员自动初始化为 0 。
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int arr[5] = {10, 20, 30};
// 等同于
int arr[5] = {10,20,30, 0, 0};
将整个数组的每一个成员都设置为零，最简单的方式如下
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int a[100] = {0};

数组初始化时，可以指定为哪些位置的成员赋值。

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int arr[15] = {[2] = 10, [5] = 20, [14] = 30};  //非角标2、5、14的位置自动赋值为0
//等同于
int arr[15] = {[5] = 20, [14] = 30, [2] = 10}; //指定位置的赋值可以不按角标从小到大的顺序

memcpy()函数：
1. memcpy() 函数定义在头文件 string.h 中，直接把数组所在的那一段内存，再复制一份。3个参数依次为：目标数组、源数组以及要复制的字节数。
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  int a[3] = {10, 20, 30};
  int b[3];
  // 使用 memcpy 函数复制数组 a 到数组 b
  memcpy(b, a, 3 * sizeof(int));

char型数组与字符串：

字符型数组，顾名思义，数组元素的数据类型为字符型的数组。

一方面，可以看做普通的数组，初始化、常用操作如前所述，另一方面，字符型数组可以用于存储字符串。

1 2	char arr[] = {'a','b','c','d'};//数组长度为5,最后不加\0 char arr[]="helloworld";//数组长度为11，会在最后自动加1个\0

C语言没有专门用于存储字符串的变量类型，字符串都被存储在char类型的数组中。在字符串结尾，C 语言会自动添加一个'\0' 的转义字符作为字符串结束的标志，所以字符数组也必须以 ‘\0’字符结束。
如果一个字符数组声明如下，由于必须留一个位置给 \0 ，所以最多只能容纳9个字符的字符串。
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char str1[10];
字符串的长度：
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char nation[10]={"China"};
1. 数组nation的前5个元素为: ′c′,′h′,′i′,′n′,′a′，第6个元素为′\0′，后4个元素也自动设定为空字符。
2. **注意：**在计算字符串长度的时候，’\0’ 是结束标志，不算作字符串内容。
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  #include <stdio.h>
  #include <string.h> //需要加载此头文件
  
  int main() {
  char nation[10] = "China";
  printf("%d\n", strlen(nation));//5
  }
解释说明：
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char s1[50] = "hello"; //声明1
char s2[] = "hello"; //声明2
char s3[5] = "hello"; //声明3
- 声明1：赋给的元素的个数小于该数组的长度，则会自动在后面加 ‘\0’, 表示字符串结束。所以，字符数组 s1 的**长度是 50** ，但是字符串“hello”的**实际长度只有5**（不包含结尾符号 ‘\0’ ），所以后面空出来的45个位置，都会被初始化为 ‘\0’。
- 声明2：字符数组 s2 的**长度是 6（包含结尾符号 ‘\0’ ），但是字符串“hello”的实际长度只有5**。
- 声明3：赋给的元素的个数等于该数组的长度，则不会自动添加 ‘\0’。但字符串要求以’\0’结束，所以这种写法是**错误的**，要避免。
比较**”x”和‘x’**的不同：
- 书写形式不同：字符串常量用双引号，字符常量用单引号。
- 存储空间不同：在内存中，字符常量只占用一个字节的存储空间，而字符串存储时自动加一个结束标记’\0’，所以’x’占用1个字节，而”x”占用2个字节。
- 二者的操作也不相同。例如，可对字符常量进行加减运算，字符串常量则不能。

二维数组：

定义的时候，可以不给出行数，但必须要给出列数（不建议不给出行数）
定义方式：
1. int a[3][4]; 表示这个数组是3行4列的
2. 可以理解成一栋楼有3层，每层有4个房间
解释说明：
1. 在内存中，各元素是连续存放的，不是二维的，是线性的。
2. C语言中，二维数组中元素排列的顺序是按行存放的。即：先顺序存放第一行的元素，再存放第二行的元素。（最右边的下标变化最快，第一维的下标变化最慢）。

冒泡和选择排序：

冒泡排序：比较相邻的元素并交换它们的位置，从而将较大的元素逐渐“冒泡”到数组的末尾
1. 外层循环是控制比较总轮数：比如10个数，只需确定9个数的位置就行，另1个也就确定了，所以外层循环为n-1
2. 内层循环是控制比较相邻元素：因为是俩俩比较，所以假如有10个数，只需比较9次，但是每当外层循环确定一次，也就是确定了1个数的位置，也就不需要再比较了，所以为n-1-外层循环次数
3. 公式总结：
  1. 外层为：n-1
  2. 内层为：n-1-外层循环次数
选择排序：每次从未排序的部分中选择最小（或最大）的元素，将其放到已排序部分的末尾。
1. 外层循环是控制比较总轮数：比如10个数，拿第1个和另外9个依次比较，所以外层循环为n-1
2. 内层循环是控制每次比较次数：比如10个数，外层每循环一次，在开头确定一个位置，所以内层每次循环是在外层循环加1的基础上执行的
3. 公式总结：
  1. 外层：n-1
  2. 内层：int j=外层轮数+1，j<n(总数据)

步长计算：

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int arr[2][3]={
        {3,6,7},
        {8,5,6}};

表达式	类型	步长	典型操作实例
&arr	int (*)[2][3]	24字节（23sizeof（int））	极少用于指针运算，因为会越界
arr	int (*)[3]	12字节（3*sizeof（int））	arr+1 跳一行
arr[0]	int *	4字节（sizeof（int））	arr[0]+1 跳下一个元素
&arr[0][0]	int *	4字节（sizeof（int））	&arr[0][0]+1 <=> &arr[0][1]
arr[0][0]	int	无	直接取值

参考链接：

数组的概念：

数组的格式：

数组的特点：

一维数组：

char型数组与字符串：

二维数组：

冒泡和选择排序：

步长计算：

参考链接：