目录
1.数组的概念
2.⼀维数组的创建和初始化
3. 一维数组的使用
4.一维数组在内存中的存储
5. sizeof 计算数组元素个数
6. 二维数组的创建
7.二维数组的初始化:
8. 二维数组的使用
9.二维数组在内存中的存储:
10. C99中的边长数组
11.数组练习
1.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两个特点:
1.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。
2.数组中存放的多个数据,类型是相同的。这点也是C中数组的特点!
2.⼀维数组的创建和初始化
2.1 数组创建
存放在数组中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(结构体类型、class类型)。反正,只要数组的元素类型是相同的,就可以。
• 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。
2.2 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值,这种就称为初始化的。
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。
注:如果数据类型是多维的,那么元素的初始化也需要用 ‘ { } ’。这里和二维数组类似,学完本篇内容,再从头捋一遍,会有更深的理解。
2.3 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。
3. 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?
3.1 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:
思考:为什么数组的下标要反常的从0开始呢?从1开始,不是挺好的么?
总而言之,是为了提高CPU的计算效率,至于上述的 ‘ 内存地址计算 ’ ,就涉及计组的知识了。
3.2 数组元素的打印
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。
3.3 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:
4.一维数组在内存中的存储
有了前⾯的知识,我们其实使⽤数组基本没有什么障碍了,如果我们要深⼊了解数组,我们最好能了 解⼀下数组在内存中的存储。
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。这就 为后期我们使⽤指针访问数组奠定了基础(在讲指针的时候我们在讲,这⾥暂且记住就⾏)。
5. 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,sizeof可以帮我们计算。
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。
这⾥输出的结果是40,计算的是数组所占内存空间的总⼤⼩,单位是字节。
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。
思考:为什么sizeo(a)的结果是40。如果有读者已经学过数组相关知识,那么就会知道:数组名就是数组首元素的地址,一个地址的大小不是4B就是8B,怎么会是40B呢?
那是因为sizeof计算的是类型的大小,a不仅仅代表数组首元素的地址,也代表整个数组,那么sizeof怎么知道,a是首元素地址,还是代表整个数组?这里涉及一些sizeof的知识。
如果读者想进一步的了解相关的内容,可以将 “ int a[10]; printf("a的大小:%d\n", sizeof(a)); 数组名同时代表数组首元素的地址,而地址的大小不是4B就是8B。那么sizeof怎么知道,a是首元素地址,还是代表整个数组?请帮我解释printf的结果 ” 抛给DeepSeek,进行深一步的了解。
我们后续还会对此内容进行拓展,可以放心进行后续篇章的阅读。
6. 二维数组的创建
6.1 二维数组的概念:
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。
6.2 二维数组的创建:
常量1:数组有几行;常量2:数组有几列。
7.二维数组的初始化:
7.1 不完全初始化:
7.2 完全初始化:
7.3 按照行初始化:
7.4 初始化时可以省略行,但是不能省略列
当我们知道有几列时,数据依次填充就好了。在第9点会进行进一步的说明。
8. 二维数组的使用
8.1 ⼆维数组的下标
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:
图中最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。
8.2 二维数组的输入和输出
这点和一维数组一样了。只不过需要用到两层for循环
9.二维数组在内存中的存储:
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,跨⾏位置处的两个元 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。 如下图所示:
10. C99中的边长数组
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。
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的。
C99中给⼀个变⻓数组(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。
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。
11.数组练习
练习1:多个字符从两端移动,向中间汇聚
练习2:二分查找
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。我们通常会像猜数字一样,猜一个中间值,然后再猜下一次。也就是把问题规模一次缩短一半,这也就是二分查找的思想。
注:对于二分查找,适用条件是:查找的对象是一个有序的。如果无序,那么就不能使用二分查找,得先排序。这也是为什么,二分查找的时间复杂度是 logN,但是不常用的原因。