kiko小剧场
kiko:各位真的是好久不见,【百炼成神】专栏终于要回归了!
小明:真的是拖欠了好久哦···我都不打算订阅了的说。
kiko:呜呜呜,我保证,以后一周至少两更!一周两更!
小明:行叭!那就赶紧开始叭~
往期必看
【C语言百炼成神】功法一·常量与变量
【C语言百炼成神】功法二·语句与选择结构
【C语言百炼成神】功法三·循环结构
目录
知识点1:数组
1.1 一维数组
1.一维数组的定义
2.一维数组的初始化
3.一维数组元素的引用
典型例题1.将一个数组逆序输出。
4.一维数组的地址
1.2 二维数组
1.二维数组的定义
2.二维数组的地址
3.二维数组的初始化
4.二维数组的引用
典型例题1. 将一个3*3的二维数组进行转置(行列元素互换)
知识点1:数组
Q1:什么是数组?
A1:到目前为止,我们所使用的的变量都只能存储一个数值。假如我要记录一些同学的考试分数,如果采用变量,我可能需要定义多个变量:
double score_A=99.7, score_B=65, score_c=88.5;
而数组可以用来存储一组数据类型相同的数,通过定义一个数组变量就可以处理一批类型相同的相关数据:
double score[]={99.7, 65, 88.5};
因此通过上述两类代码的对比可以发现,使用数组可以在很大程度上减少定义的变量数目,原来需要定义3个变量,使用数组后,我们仅使用score作为数组名,改变下标值,就可以表示这些变量了,比如:
printf("%d",socre[0]);//——>输出99.7printf("%d",socre[1]);//——>输出65printf("%d",socre[2]);//——>输出88.5
1.1 一维数组
1.一维数组的定义
Q1:什么是一维数组?
A1:一维数组是使用同一个数组名存储一组数据类型相同的数据,用索引或下标区分数组中的不同元素;一维数组的一般形式如下:
type_tarr_name[const_n]
- type_t是数组的元素类型。
- arr_name是数组名,需要满足标识符的命名规则。
- const_n是一个常量表达式,用来指定数组的大小。
因此我们通常有两种方式来定义一维数组:
//定义方式1int age[5]; //定义方式2#define NUM 5int age[NUM];
关于上述数组定义的说明:
- 上面的两种形式都正确定义了名称为”age“的整型数组,该数组含有5个整型数据,这5个数据可以用不同的下标表示:age[0]、age[1]、age[2]、age[3]、age[4]。
- 数组的下标是从0开始的,对于age[5]数组来说,数组元素下标的范围是0~4,而不是1~5,大于4的下标会产生数组溢出错误,下标更不能出现负数。
- 定义数组时,age[5]括号中的数字5表示的是定义数组中元素的总数;使用数组时,age[2]=1;这条赋值语句中的方括号内的数值2是数组下标,表示的是数组中第3个元素。
- 定义数组元素数目时,要求括号内一定要是常量,而不能是变量;在数组定义后,使用该数组的元素时,下标可以是常量、变量或表达式。
//定义数组时int num=5;double age[num];//×——>定义数组元素数目时使用了变量num
//使用数组时(数组已正确定义)int main(){#define NUM5int age[NUM];//用符号常量来定义数组元素个数int n = 0;age[n] = 10;//使用数组时可以用变量age[n + 1] = 20;printf("age[0]=%d,age[1]=%d", age[n], age[n + 1]);}
PS:关于常量与变量的更多细节和区分请见:【C语言百炼成神】功法一·常量与变量
2.一维数组的初始化
初始化数组是指在创建数组的同时给数组赋值,初始化数组的方式和初始化变量时的方式相同。
(1)常规的初始化
int age[5]={17, 20, 18, 30, 45};//定义整型数组,同时初始化age数组的5个元素
(2)省略的初始化
int age[ ]={17, 20, 18, 30, 45};
这里的省略指的是在定义数组时省略数组元素的个数,即改为 int age[ ] ={··}这种形式。之所以可以省略“[ ]”中的数组,是因为“{ }”中是每个数组元素的初值,即{17,20,18,30,45}是数组age中各个元素的初值,相当于变向告诉了我们数组age中有5个元素,所以可以省略“[ ]”中的5。
kiko:为了大家可以更好地理解这一种初始化的方式,我们就来举一个例子,大家可以猜猜下面这段代码的输出结果分别是什么呢?
char arr4[]="abcdef";printf("%d\n",sizeof(arr4)); printf("%d\n",strlen(arr4));
之所以会出现这样的结果是因为字符串尾部的隐含了结束标志\0,而sizeof和strlen对于尾部\0的实际计算方法却各不相同:
- sizeof运算符:sizeof求的是字符串所在内存中的长度,所以它是加上最最后的结束标志’\0’的。
- strlen函数:strlen 测量的是字符的实际长度,以’\0′ 结束,strlen计算的结果是不加最后的结束标志’\0’。
kiko:因此sizeof计算出来的结果为7,strlen计算出来的结果为6。
(3)不完全初始化
int arr[10]={1,2,3};//不完全初始化,剩下的元素默认初始化为0char arr2[5]={'a',98};//不完全初始化,剩下的元素默认为3个\0字符里98相当于'b'char arr5[5]={'a','b'}; //arr2与arr5相同char arr3[5]="ab";//这里“ab”里隐含了一个\0,因此剩余元素默认给了2个\0
不完全初始化的情况就是诸如上述这些,编译器仅对提供了的元素数值进行初始化,而其余元素编译器会为其自动进行初始化。
3.一维数组元素的引用
数组的特点是多个数据使用同一个变量名,利用下标引用不同数据,对此我们就需要引入一个运算符[ ] —— 下标引用运算符。
Q1:什么是下标引用运算符?
A1:下标引用运算符可以获取数组中单独的元素,它需要两个操作数。在最简单的情况下,一个操作数是一个数组名称,而另一个操作数是一个整数,例如:
age[2];//操作数age是数组名称,操作数2是一个整数。
通常情况我们可以使用循环结构控制数组下标值,进而访问不同的数组元素,这也是最常见的一种数组引用的实际案例。
#includeint main(){char arr[] = "abcdef";//[a][b][c][d][e][f][\0]for (int i = 0; i < strlen(arr); i++)//strlen默认返回一个无符号整型{printf("%c\n", arr[i]);}return 0;}
典型例题1.将一个数组逆序输出。
满足如下要求:原数组为[1,2,3,4,5],逆序输出为[5,4,3,2,1]。
kiko:本题的本质其实就是将数组的首尾元素进行互换,中间使用一个tmp变量作为交换,唯一需要注意的点就是在进行交换操作时for循环的判断条件,这边推荐各位可以用笔算一下,不管是奇数个元素还是偶数个元素都是这个判断条件!
int main(){int arr[N] = { 0 };int i = 0;for (i = 0; i < N; i++){scanf("%d", &arr[i]);}printf("原数组为:");for (i = 0; i %d", arr[i]);}int tmp;for (i = 0; i < N/2; i++){tmp = arr[i];arr[i] = arr[N - 1 - i];arr[N - 1 - i] = tmp;}printf("\n转置后数组为:");for (i = 0; i %d", arr[i]);}}
4.一维数组的地址
数组的地址在内存中占据一块连续的存储区域,这一特点对于一维数组、二维数组、多维数组都一样适用。为了更好地进一步了解数组地址的细节,我们先来看一个典型案例:
//案例1:打印数组中的各元素地址#includeint main(){int arr[10] = { 0 };int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("&arr[%d]=%p\n", i, &arr[i]);}printf("arr的首地址是=%p\n", &arr);return 0;}
通过上述的输出结果我们不难发现数组地址的两个特点:
- 数组在内存中是连续存放的:arr[1]的地址就是在arr[0]的地址基础上加上sizeof(int)个字节,即4个字节;同理arr[3]的地址就是在arr[0]的地址基础上加上3*sizeof(int)个字节,即3*4=12个字节。所以对于数组,我们只要知道了数组首地址,就可以根据偏移量计算出待求数组元素的地址。
- 数组名就是数组的首地址,比如我们要输出数组的首地址,就可以使用下面的方式:
printf("arr的首地址是=%p\n", &arr);//数组名代表了数组首地址;&arr相当于&arr[0]
1.2 二维数组
对于处理n个学生单门课的成绩我们可以使用一维数组来解决,但如果我们现在要处理n个学生n门课的成绩时该怎么办呢?这时我们有两个办法可以进行解决:
- 方法一:使用n个一维数组,每个一维数组包含n个元素。
- 方法二:直接使用一个n*n的二维数组。
kiko:显然方法二更加简单直接,通过这个例子我们便可以开始进行二维数组的学习啦!
1.二维数组的定义
二维数组定义的一般形式为:
类型说明符数组名[常量表达式][常量表达式];
因此我们可以按照上面的形式先来定义一个二维数组:
int a[3][4]; //定义数组a为3行4列的数组
a[0][0] a[0][1] a[0][2] a[0][3] a[1][0] a[1][1] a[1][2] a[1][3] a[2][0] a[2][1] a[2][2] a[2][3] 由上图二维数组的存储图可见,如果定义了数组a[3][4],则元素下标的变化范围为:
- 行号范围是0~2
- 列号范围是0~3
2.二维数组的地址
数组元素在内存中占用一块连续的存储区域,一维数组的内存地址是按照下标的顺序排列存储的,如下图所示。
int a[3][4]; //定义数组a为3行4列的数组
二维数组的存储方式则是按行存储的,每个整型元素占sizeof(int)个字节,即4个字节。先依次保存第一行所有元素,再依次保存第二行所有元素,···,直到所有行元素全部保存完毕。
a[0][0] a[0][1] a[0][2]
a[1][0] ····· Q1:已知a[0][0]在内存中的地址,a[1][0]的地址是多少呢?
A1:二维数组的计算方法其实与一维数组大同小异,也是通过计算首地址+偏移量来计算最终结果的,其计算方法如下:
a[1][1]的地址=a[0][0]地址+4*4字节4*4字节=(第1行*3列+第2行*1列)*单个元素所占字节
对此我们同样可以举一个例子来进行验证:
#includeint main(){int arr[][4]={{1,2},{3,4},{5,6}};int i=0;int j=0;for(i=0;i<3;i++){for(j=0;j<4;j++){printf("arr[%d][%d]=%p\n",i,j,&arr[i][j]); } printf("\n");}return 0;}
通过这个输出我们也可以明显的发现a[1][0]的存储地址就位于a[0][3]之后,这也间接证明了二维数组的存储方式是先存储完一行元素,再紧接着存储后边一行元素。
3.二维数组的初始化
二维数组的初始化原理同一维数组相同,因此我也将其分为以下三类:
(1)常见的初始化
int a[3][4] = { {1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12} };
由于二维数组在内存中是按照线性顺序存储的,因此行括号可以省去,进而就可以这样定义:
int a[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };
(2)省略的初始化
int a[][4] = { {1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12} };orint a[][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };
我们可以对行进行省略,但是不能对列进行省略,例如上述程序就可将[ ]中的3省略,但是列数[4]不能省去。
Q1:为什么可以省去行数,不能省去列数呢?
A1:这是因为编译器会根据所赋数值的个数以及数组的列数,自动计算出数组的行数;例如上边告知编译器二维数组的列数为4,所附数值的个数为12个,那么它就可以按每1行4列来配置元素,自然配置完12个元素后就可以计算得出行数为3。
但如果告诉编译器行数,不告诉列数的话,即定义为a[3][ ],编译器可不想我们人类这么聪明,在脑海里进行除法,因为编译器当时是不知道赋值个数有多少,因此它就不知道在一行可以分配多少个元素,所以会产生报错的情况!
(3)不完全初始化
//情况1:不包含{}int arr1[3][4]={1,2,3,4,5,6,7};//不完全初始化--后面补零
这种不完全初始化方式中没有使用{ },因此在arr1中,编译器会按顺序将这些元素赋值到二维数组中,也就是从a[0][0]开始一直赋值到a[1][2],二维数组中剩下的位置补0。
//情况2:包含{}int arr2[3][4]={{1,2},{3,4},{5,6}};int arr3[][4]={{1,2},{3,4},{5,6}};
在这种情况下,由于在定义二维数组的过程中使用了{ }进而确定了每一行的元素个数,因此将按{ }确定的格式进行赋值,在二维数组中剩下的位置补0。
4.二维数组的引用
二维数组元素的操作和一维数组基本相同,通常我们会使用双重循环的方式来遍历数组元素,用外层循环控制数组的行标,用内层循环控制数组的列标,通常的引用方式如下:
···for (i = 0; i < 3; i++)//控制行标{for (j = 0; j < 4; j++)//控制列标{arr[i][j] = i + j;}}
典型例题1. 将一个3*3的二维数组进行转置(行列元素互换)
kiko:这一道例题用极为基础的语言来进行二维数组的重复,使用双层循环来进行二维数组的调取,同理如果是三维数组,就使用三层循环,希望大家可以简单处理一下这道题,各位可以把自己的题解发在评论区哦!后期可能会加入到本文中滴!
#include#define LIN 2 //使用宏常量是为了后期可以方便更改矩阵的大小#define COL 2int main(){int arr1[LIN][COL] = { 0 };int arr2[LIN][COL] = { 0 };int i = 0;printf("请输入2*2数组的元素:\n");for (i = 0; i < LIN; i++){for (int j = 0; j < COL; j++){scanf("%d", &arr1[i][j]);//输入2*2的数组}}for (i = 0; i < LIN; i++){for (int j = 0; j < COL; j++){printf("%d\t", arr1[i][j]);//打印一遍输入的2*2数组}printf("\n");}for (i = 0; i < LIN; i++){for (int j = 0; j < COL; j++){arr2[j][i] = arr1[i][j];//进行数组转置}}printf("转置后的数组为:\n");for (i = 0; i < LIN; i++){for (int j = 0; j < COL; j++){printf("%d\t", arr2[i][j]);//输出转置后的数组}printf("\n");}}