数组解析

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前言

所谓数组，是有序的元素序列。 若将有限个类型相同的变量的集合命名，那么这个名称为数组名。组成数组的各个变量称为数组的分量，也称为数组的元素，有时也称为下标变量。用于区分数组的各个元素的数字编号称为下标。数组是在程序设计中，为了处理方便， 把具有相同类型的若干元素按无序的形式组织起来的一种形式。 这些无序排列的同类数据元素的集合称为数组。
数组是用于储存多个相同类型数据的集合。

C语言数组的概念

数组的概念和定义

我们知道，要想把数据放入内存，必须先要分配内存空间。放入4个整数，就得分配4个int类型的内存空间：

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int a[4];

这样，就在内存中分配了4个int类型的内存空间，共 4×4=16 个字节，并为它们起了一个名字，叫a。
我们把这样的一组数据的集合称为数组（Array），它所包含的每一个数据叫做数组元素，所包含的数据的个数称为数组长度（Length），例如int a[4];就定义了一个长度为4的整型数组，名字是a。
数组中的每个元素都有一个序号，这个序号从0开始，而不是从我们熟悉的1开始，称为下标（Index）。
此处演示一下如何使用循环结构将数据放入数组，然后依次读取数组元素的值：

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#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10];
	int i = 0;
	printf("请依次输入十个数字：\n");
	for(i=0; i<10; i++)
	{
		scanf("%d",&arr[i]);
	}
	
	for(i=0; i<10; i++)
	{
		printf("%d ",arr[i]);
	}
	
	return 0;
}

注意：①数组中每个元素的类型必须相同，对于 int arr[10] 每一个元素都必须为int
②访问数组元素时，下边的取值范围为0≤index＜length

数组内存是连续的

数组是一个整体，它的内存是连续的；也也就是说，数组元素之间是相互挨着的，彼此之间没有一点点缝隙。连续的内存为指针操作（通过指针来访问数组元素）和内存处理（整块内存的复制、写入等）提供了便利，这使得数组可以作为缓存（临时存储数据的一块内存）使用。

二维数组的定义

一般形式：

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dataType arrayName[length1][length2];

其中，dataType为数据类型，arrayName为数组名，length1为第一维下标的长度，length2位第二维下标的长度。
我们可以将二维数组看为一个表格，length1为行，length2为列。列入：

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int a[3][4];

便是一个三行四列名为a的数组。
此处演示二维数组的初始化及输出：

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int main()
{
	int arr[3][5] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
	int i = 0;
	int j = 0;
	for(i=0; i<sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); i++)
	{
		for(j=0; j<sizeof(arr[0])/sizeof(arr[0][0]); j++)
		{
			printf("%d ",arr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
	return 0;
}

注意：

对于二维数组的初始化要注意：

1.可以只对部分元素赋值，为赋值的元素自动取零。如：

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int a[3][3] = {{1},{2],{3}};

2.如果对全部元素赋值，第一维长度可以不给出。如：

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int a[3][3] = {1,2,3,4,5,6};

也可以写为

1
int a[][3] = {1,2,3,4,5,6};

（即可以没有行，不能没有列）
3.二维数组可以看作是由一维数组嵌套而成的；如果一个数组的每个元素又是一个数组，那么它就是二维数组。当然，前提是各个元素的类型必须相同。根据这样的分析，一个二维数组也可以分解为多个一维数组，C语言允许这种分解。
例如，二维数组a[3][4]可分解为三个一维数组，它们的数组名分别为 a[0]、a[1]、a[2]。
这三个一维数组可以直接拿来使用。这三个一维数组都有 4 个元素，比如，一维数组 a[0] 的元素为 a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]。

C语言数组元素的查询

对无序数组查询

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#include <stdio.h>
//无序数组的查询 
int main()
{
    int a[10] = {1, 10, 6, 296, 177, 23, 0, 100, 34, 999};
	int n;
	int i = 0;
	int t = -1;
    printf("请输入希望得到的数： ");
    scanf("%d",&n);
    for(i=0; i<10; i++)
	{
        if(a[i] == n)
		{
            t = i;
            break;
        }
    }
	
    if(t < 0)
	{
        printf("该数组中无此数\n");
    }
	else
	{
        printf("找到了此数:%d ",n);
    }
	
    return 0;
}

解析：遍历整个数组，用if语句判断输入数字是否存在于数组当中

对有序数组的查询

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#include<stdio.h>
//有序数组的查询
int main()
{
    int a[10] = {1, 10, 6, 296, 177, 23, 0, 100, 34, 999};
	int n;
	int i = 0;
	int t = -1;
    printf("请输入希望得到的数： ");
    scanf("%d",&n);
    for(i=0; i<10; i++)
	{
        if(a[i] == n)
		{
            t = i;
            break;
       }
       else if(a[i]>n)
	   {
	        break;
	   } 
   }
 
    if(t < 0)
	{
        printf("该数组中无此数\n");
    }
	else
	{
        printf("找到了此数:%d ",n);
    }
    
    return 0;
}

解析：有序数组查询方法和无序相似，但是由于知道数组是升序排序，所以在查到所需数字时不必再遍历后面的数字，所以有18~21行

C语言字符数组和字符串

用来存放字符的数组称为字符数组，例如：

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char c[20] = {'a','b','c','d'};  //给部分数组元素赋值

也可以将字符串直接赋值给字符数组，例如：

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char c[50] = {"you have a pair of beautiful eyes"};

或

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char c[50] = "you have a pair of beautiful eyes"; /这样更简洁方便

在定义数组时为了方便也可不指定数组长度，例如：

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char c[] = "you have a pair of beautiful eyes";
char c[] = {'a','b','c','d','\0'};  // 注意\0

字符串结束标志 \0

字符串是一系列连续的字符的组合，要想在内存中定位一个字符串，除了要知道它的开头，还要知道它的结尾
字符串的开头很容易，知道它的名字（字符数组名或者字符串名）就可以
在C语言中，字符串总是以’\0’作为结尾，所以’\0’也被称为字符串结束标志，或者字符串结束符。
C语言在处理字符串时，会从前往后逐个扫描字符，一旦遇到’\0’就认为到达了字符串的末尾，就结束处理。’\0’至关重要，没有’\0’就意味着永远也到达不了字符串的结尾。
由” “包围的字符串会自动在末尾添加’\0’。例如，”abc123”从表面看起来只包含了 6 个字符，其实C语言会在最后隐式地添加一个’\0’，这个过程是在后台默默地进行的，所以我们感受不到。
需要注意的是，逐个字符地给数组赋值并不会自动添加’\0’，例如：

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char c[] = {'a','b','c','d'};

此时并不会如愿输出abcd，而是有其他多余的东西，所以我们需在末尾添加’\0’,如上一个语句
当用字符数组存储字符串时，要特别注意’\0’，要为’\0’留个位置；这意味着，字符数组的长度至少要比字符串的长度大 1。请看下面的例子：

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char a[7] = "abcdef";

“abcdef”看起来只包含了 6 个字符，我们却将 a 的长度定义为 7，就是为了能够容纳最后的’\0’。如果将 a 的长度定义为 6，它就无法容纳’\0’了，系统会报错。

字符串长度 strlen

字符串长度，就是字符串包含了多少个字符（不包括最后的结束符’\0’）。例如”abc”的长度是 3，而不是 4
他的用法举例：

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#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
    char str[] = "c:\test\code\35\test.c";  //转义字符
	long f = strlen(str);
	printf("%ld",f);
	return 0;
}

输出 17

字符串的输入和输出

字符串的输出

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#include <stdio.h>
int main(){
    char str[] = "hello";
    printf("%s\n", str);  //通过字符串名字输出
    printf("%s\n", "hello");  //直接输出
    puts(str);  //通过字符串名字输出
    puts("hello");  //直接输出
    return 0;
}

注意，输出字符串时只需要给出名字，不能带后边的[ ]，例如，下面的两种写法都是错误的：

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printf("%s\n", str[]);
puts(str[10]);

字符串的输入

在C语言中，有两个函数可以让用户从键盘上输入字符串，它们分别是：
scanf()：通过格式控制符%s输入字符串。除了字符串，scanf() 还能输入其他类型的数据。
gets()：直接输入字符串，并且只能输入字符串。

但是，scanf() 和 gets() 是有区别的：
scanf() 读取字符串时以空格为分隔，遇到空格就认为当前字符串结束了，所以无法读取含有空格的字符串。
gets() 认为空格也是字符串的一部分，只有遇到回车键时才认为字符串输入结束，所以，不管输入了多少个空格，只要不按下回车键，对 gets() 来说就是一个完整的字符串。换句话说，gets() 用来读取一整行字符串。
但是，scanf() 和 gets() 是有区别的：
scanf() 读取字符串时以空格为分隔，遇到空格就认为当前字符串结束了，所以无法读取含有空格的字符串。
gets() 认为空格也是字符串的一部分，只有遇到回车键时才认为字符串输入结束，所以，不管输入了多少个空格，只要不按下回车键，对 gets() 来说就是一个完整的字符串。换句话说，gets() 用来读取一整行字符串。
注意： 就目前学到的知识而言，int、char、float 等类型的变量用于 scanf() 时都要在前面添加&，而数组或者字符串用于 scanf() 时不用添加&，它们本身就会转换为地址。

C语言字符串处理函数

字符串连接函数strcat

strcat 是 string catenate 的缩写，意思是把两个字符串拼接在一起，strcat() 将把 arrayName2 连接到 arrayName1 后面，并删除原来 arrayName1 最后的结束标志’\0’。这意味着，arrayName1 必须足够长，要能够同时容纳 arr1 和 arr2，否则会越界（超出范围）。
程序举例：

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#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
    char arr1[100] = "abcde";
    char arr2[60] = "aaaaa";
    //scanf("%s",arr2);
    strcat(arr1, arr2);
    printf("%s",arr1);
    return 0;	
}

可以看到输出结果为 abcdeaaaaa
及去掉了arr1的\0 将arr2的内容添加到了arr1后面

字符串复制函数 strcpy()

strcpy 是 string copy 的缩写，意思是字符串复制，也即将字符串从一个地方复制到另外一个地方。trcpy() 会把 arrayName2 中的字符串拷贝到 arrayName1 中，字符串结束标志’\0’也一同拷贝。
程序举例：

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#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[50] = "hello";
	char arr2[50] = "goodbye";
	strcpy(arr1,arr2);
	printf("arr1:%s",arr1);
    return 0;
}

可看到程序的输出结果为： arr：goodbye
arr1拷贝了arr2的内容并被完全覆盖
另外注意，strcat() 要求 arr1 要有足够的长度，否则不能全部装入所拷贝的字符串。

字符串比较函数 strcmp()

strcmp 是 string compare 的缩写，意思是字符串比较。字符本身没有大小之分，strcmp() 以各个字符对应的 ASCII 码值进行比较。strcmp() 从两个字符串的第 0 个字符开始比较，如果它们相等，就继续比较下一个字符，直到遇见不同的字符，或者到字符串的末尾。

返回值：若 arrayName1 和 arrayName2 相同，则返回0；若 arr1 大于 arr2，则返回正数；若 arr1 小于 arr2，则返回负数。
程序举例：

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#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcd";
	char arr2[] = "Abad";
	char arr3[] = "abcd";	
	printf("arr1:arr3=%d\n",strcmp(arr1,arr3));
	printf("arr1:arr2=%d\n",strcmp(arr1,arr2));
	printf("arr2:arr3=%d\n",strcmp(arr2,arr3));
	return 0;
}

运行结果：0 1 -1

附：冒泡排序

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#include<stdio.h>
#include<string.h>

void bubble_sort(int arr[],int sz)
{
	int i = 0;
	int flag = 0;
	for(i=0; i<sz; i++)
	{
		int j = 0;
		for(j=0; j<sz-1; j++)
		{
			if(arr[j] > arr[j+1])
			{
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j+1];
				arr[j+1] = tmp;
				flag = 1;
			}
		}
		if(flag == 0)                       
		{
			break;
		}
	}
}

void print(int arr[],int sz)
{
	int i = 0;
	for(i=0; i<sz; i++)
	{
		printf("%d ",arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

int main()
{
	int arr[10] = {9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
	int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr,sz);
	print(arr,sz);
	return 0;
}