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数组
一维数组
创建
定义
数组是一组相同类型的元素的集合。那数组的语法形式:
type_t arr_name [const_n]
//如:
int arr[10];
type_t
指的是数组元素的类型。
const_n
指的是一个常量表达式,用来指定数组的大小。
此时运行程序的话,系统会报一个警告:未初始化变量。打开调试就会发现系统默认填入一些无意义的数据。
当然全局数组的话,系统默认初始化为0;
int arr[10];// 0 0 ... 0
int main(){
return 0;
}
创建实例
//1.
int arr[10];
//2.
int count = 10;
int arr2[count];//这样的创建数组可不可以呢?
//3.
float arr3[20];//浮点型数组
char ch[10];
数组的创建必须要
[]
使用常量,不能使用变量。(ps:虽然C99支持变长数组,但一般用常数创建就已经够用了)同样,我虽然用const_n
表示常量,但可千万不要误会为const
修饰的变量哦。
为什么呢?
因为数组控制不好容易越界访问非法内存,用变量的话风险太大,所以一直以来都是用常量创建数组的。
初始化
初始化,顾名思义,在创建数组的同时给予一些合理的初识值。如:
int arr[10] = { 1,2,3 };//不完全初始化
这种是不完全初始化,剩余的元素默认是0
int arr2[] = { 1,2,3,4 };//利用初始化内容,指定数组大小
这种是省略数组的
const_n
常量表达式由初始化内容指定数组的大小
那下面这三个有什么不同呢?
第一种是用字符串初始化数组,字符串有
\0
作为结束标志,虽不算字符串内容,但是可以说是字符串与生俱来的,所以它也被初始化作为数组内容。a b c \0
第二种和第三种是一样的,因为数组元素类型是字符型,且字符
'b'
的ACSII码值是98,自动将98解析为字符。a b c
使用
数组的访问是通过下标来访问的,默认下标是从0开始。通过下标引用操作符[]
我们可以访问到数组元素。
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
//数组的下标是从0开始的0~9
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//10
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
//1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
对于
sizeof
操作符,sizeof(arr)
,即sizeof
+数组名,指的是计算整个数组的大小,算出来是40,然后sizeof(arr[0])
是计算数组首元素的大小为4,这样一除就是元素个数啦。使用变量
sz
,可以灵活的改变数组的大小,就不用再更改循环条件了。
总结:
- 数组是通过下标访问的,下标从0开始
- 数组的大小可以通过计算得到
内存存储
通过printf("&arr[%d]=%p\n", i,&arr[i]);
这样的语句我们可以看到该数组在内存中的存储情况。
很明显的是,数组在内存中是连续存放的。
右边是十六进制的内存编号,可以看见每一个元素之间都相差4个字节,而一个整型元素正好占4个字节。
所以数组在内存中是连续存放的,随着数组下标的增长,地址也在增长,这也正是为什么指针变量+1,可以访问到下一个数组元素。
所以数组的本质是什么?
一组内存中连续存放的相同类型的元素。
二维数组
创建
type_t arr_name[const_n][const_n]
//
int arr[3][5];//3行5列
char ch[4][7];//4行5列
double arr2[2][4]//2行4列
如上述代码所示:二维数组的语法结构就是,类型+数组名+[行][列]。
如图所示,二维数组在理解上就是这样的3行5列类似于表格的东西。就像线性代数里的矩阵,矩阵的定义就是一组数组成数表。
初始化
//1.
int arr1[3][5] = {
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 };
//2.
int arr2[3][5] = {
{
1,2},{
3,4},{
5,6,7} };
- 第一种初始化,先一行一行填入,第一行是
1 2 3 4 5
,第二行是6 7 8 9 10
,第三行不够就补零11 0 0 0 0
。- 第二种的话,把每一行看成一个一维数组,不够的话还是补零,即第一行
1 2 0 0 0
,第二行3 4 0 0 0
,第三行5 6 7 0 0
。
char ch1[2][4] = {
'a','b' };
char ch2[2][4] = {
{
'a'},{
'b'} };
char ch3[3][4] = {
"abc","def","gh" };
当然用字符串去初始化二维数组的话,也是需要注意\0
的问题。
第一行:
a b c \0
;第二行:d e f \0
;第三行:g h \0 0
省略
int arr2[][5] = {
{
1,2},{
3,4},{
5,6,7} };
像这样省略行可以,但是不能省略列。
行数可以根据初始化内容来规定,但如果列省略了就会造成歧义。
当然,省略必须在已经初始化的前提之下,不然行和列一概不知,怎么分配空间呢?
使用
当然二维数组同样是用下标访问数组内容的,也是从0开始。如:
我们要去访问这个二维数组的话,我们当然是用两次循环遍历这个数组。
内存存储
当然我们也可以用同样的办法打印出每个元素的地址,如:
- 我们还是能发现每一个元素都是在内存中连续存放的。
这样的话,二维数组在内存中的存储形式便是大家想象中的二维的形式,把每一行理解为一个一维数组,这样的话二维数组在内存中的存储形式还是一维的。如下图的对比:
- 从这里我们也可以理解到,二维数组的初始化里,为什么可以省略行不能省略列。
把行省略了,但是我们知道列,一个一个填满就是了,能填到多少行就有多少行。
理解方式
- 对于二维数组,我们可以理解为每一行为一个元素的一维数组,该一维数组的每一个元素又是一个一维数组。
如数组
arr[3][5]
,是有3个元素的一维数组,每个元素是一个有5个元素的一维数组。
指向二维数组的指针+1,指向的是下一行。
对于二维数组在内存存储形式的理解还是很重要的,有了这样的思想,我们就可以通过指针遍历得到数组元素,如:
int arr[3][5] = {
{
1,2,3},{
4,5,6},{
7,8} };
int* p = &arr[0][0];
for (int i = 0; i < 15; i++)
{
printf("%d ", *p++);//1 2 3 0 0 4 5 6 0 0 7 8 0 0 0
}
数组越界问题
定义
数组通过下标访问,那么下标也就可以控制数组的访问范围。在数组前后进行访问的话,就是非法访问内存,即数组越界。
//1 2 3 4 5 -858993460
int arr[5] = {
1,2,3,4,5 };
for (int i = 0; i <= 5; i++)//越界访问到第6个
{
printf("%d ", arr[i]);
}
数组越界访问到最后一个元素之后的一块内存,这就属于越界访问,-858993460是vs2019自动生成的随机值。
一般编译器是不会去检查数组越界访问的情况(vs2019太先进),所以我们就要有意识的主动检查。如果编译器提示这样的错误信息,那么一般就是数组越界了:
数组作函数参数
在写代码时,我们经常会将数组作为参数,比如接下来的两个应用实例,那么我们这里以冒泡排序的实现作为案例。
在写代码时,我们经常会将数组作为参数,比如接下来的两个应用实例,那么我们这里以冒泡排序的实现作为案例。
排序算法一般有四种:冒泡排序、选择排序、插入排序和快速排序。
冒泡排序的核心思想:两两相邻的元素进行比较。
- 一趟冒泡排序搞定一个数字,让其来到最终的位置上。
- n n n 个元素,则总共需要 n − 1 n-1 n−1 趟冒泡排序,每一趟排序需要进行 n − 1 − i n-1-i n−1−i 次判断大小。如分析图所示:
void Print(int* arr, int sz)
{
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", *arr++);
}
}
void Sort(int arr[],int sz)//int* arr
//数组作形参本质是指针
{
//int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//err//用指针的sizeof值除以另一个值 = 4 / 4 = 1
for (int i = 0; i < sz - 1; i++)//n-1趟
{
for (int j = 0; j < sz - 1 - i; j++)//n-1-i次
{
if (arr[j] > arr[j + 1])//目标升序
{
//交换
int tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
int main()
{
int arr[] = {
1,4,6,3,7,9,3,2,8,5 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
//数组名单独放在sizeof中,表示整个数组
//排序
Sort(arr,sz);
//打印
Print(arr,sz);
return 0;
}
- 定义数组作形参时,本质上是指针。
void Sort(int *arr,int sz)
本质上就是void Sort(int arr[],int sz)
所以
Sort()
函数内,sizeof(arr)
也算的就是指针arr
的大小,所以只能传参进去。
-
数组名
arr
何时代表整个数组何时代表数组首元素地址呢?-
代表整个数组的情况:
单独放在
sizeof
操作符内部时,如sizeof(arr);
。写出
&arr
时,代表的是整个数组,但表面仍为首元素地址。 -
代表首元素地址的情况:
除上面两以外其他都是代表首元素的地址。
-
应用实例
笔者实在没时间写两个应用实例的博客,所以在此将思维导图奉上,一般照着思维导图写就没问题了。感谢李姐和支持~