C语言——数组

概念

什么是数组呢？从名字上来看，数组、数组是不是就是数据的组合呢？让我们来看看数组的概念，数组是⼀组相同类型元素的集合，我们需要注意的是数组中存放的是1个或者多个数据，但是数组元素个数不能为0。同时 数组中存放的多个数据，是相同类型的。

一维数组

定义

一维数组的定义一般来讲需要包括数据类型，数组元素个数，数组名，它的一般形式为：

type arr_name[ 常量值 ];

type 指定的是数组中存放数据的类型，可以是： char 、 short 、 int 、 float 等，当然也可以⾃

定义的类型。

arr_name 指的是数组的名字，同时数组名也代表着 数组的首元素地址 。

[ ] 中的常量值是⽤来指定数组的⼤⼩的，即数组元素个数, 不仅仅是常量值，也可以是常量表达式的形式，比如[3+5]

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。也就是说，C语言 不 可以对数组的大小 作动态的定义 ，比如下面在两个定义方式是错误的

int n;
scanf("%d",&n);
int arr[n];//想要通过在程序中输入数组的大小

int n = 10;
int a[n];//使用变量来定义数组的大小

因为这样的语法限制，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，于是 C99中给⼀个 变⻓数组（variable-length array，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 arr1、arr2、arr 都是变⻓数组，因为它的⻓度取决于变量 的值，编译器没法事先确定。

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。 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 。 目前在VS2022上，没有⽀持C99中的变⻓数组，在搭配有gcc编译器的集成开发环境是支持的，比如DevC++，上面的代码就是通过DevC++实现的。

初始化

在数组创建的时候，我们需要给定⼀些初始值，称为初始化的，它有多种赋值方式，

数组类型

我们通过数组的概念可以知道，数组元素的类型，那么数组有没有类型呢？事实上，也是有的，像下面这两个一维数组，我们可以通过监视的方式来知道它的类型

所以arr1的类型是int[5],arr2的类型是int[6],我们可以知道，当数组元素个数不一样时，它们的数组类型也是不一样的。

使用

下标

C语⾔规定数组是有下标的，并且下标是从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。同时在C语⾔中数组的访问提供了⼀个操作符 [] ，这个操作符叫：下标引⽤操作符，有了下标我们就可以对相应的数组元素进行打印，比如下面的arr1数组的第一个元素1下标是0，arr2中6的下标是5，就进行了相应的打印。

我们可以根据需求，给数组输⼊想要的数据，并且进行打印

存储

那么数组中的元素在计算机中是怎么样存储的呢？

我们通过打印地址来知道它的存储方式：

在VS中使用x64表示是64位的环境，这个地址是64个bite位的，地址比较长；而x86是32位的环境，显示的地址是16进制的。

16进制：它的数据包括0~15在计算机中表示为 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A(10),B(11),C(12),D(13),E(14),F(15),后面的字母也可以是小写字母。它的特点是逢16进1（比如输出结果中7C--->80,就是C（12）+4=16进1.

所以为了更好地观察地址的变化，我们使用x86的环境来打印地址

从输出的结果我们分析， 数组随着下标的增⻓，地址是由⼩(低）到⼤（高）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

计算数组元素个数

我们可以使⽤sizeof这个关键字来计算数组的元素个数，

一般来讲，sizeof是计算类型或者变量⼤⼩的，因为单位是字节，同时数组中所有元素的类型都是相同的， 所以输出结果是 单个元素的字节长度*数组元素个数 ，如果我们需要得到真正的数组元素个数，就需要 除以单个元素的字节长度 ，这⾥我们可以选择除以第⼀个元素算⼤⼩就可以了。

输出的结果是24，计算的是数组所占内存空间的总⼤⼩，单位是字节。

输出的结果是6（数组的元素个数）

易错点

当数组初始化有逗号表达式的时候，会取逗号表达式的最后一个内容作为初始化的值。比如下面的数组元素个数为4，输出1 4 5 6.

二维数组

定义

如果我们 把⼀维数组作为数组的元 素 ，这时候就是 ⼆维数组 ，⼆维数组作为数组元素的数组被为三维数组，⼆维数组以上的数组统称为多维数组。就像数学中的矩阵一样，有行（row）和列（column） 的排列形式， 我们把⼀维数组作为数组的行。

它定义的一般形式为：

type arr_name[常量值1][常量值2];

初始化

这里呢，我们先讲一下二维数组的访问：

C语⾔规定，⼆维数组的下标⾏是从0开始的，列也是从0开始的，⼆维数组访问也是使⽤下标的形式的，⼆维数组是有⾏和列的，只要锁定了⾏和列就能唯⼀锁定数组中的⼀个元素。比如下面的2的就是在第0行第一列，可以表示为arr[0][1]

初始化有着多种方式，我们可以通过两层for循环来进行打印二维数组

我们需要特别注意的是 初始化时 可以省略⾏，但是不能省略列 ，系统可以根据总共数和列数来计算出行数

使用

存储

通过前面我们知道数组在内存中是连续存放的，二维数组也是一样的，我们依然通过打印地址的方式来进行验证：

我们可以看到arr[0][3]和arr[1][0]的地址也是连续的，所以二维数组在内存中也是连续存放的，是线性的，不是二维的。

计算元素个数

我们依然可以使用sizeof来计算

字符数组

有了前面的基础之后，我们来介绍一种比较特别的数组，也就是字符数组。

定义

我们一般这样定义字符数组：

一维字符数组：char 数组名[常量值]

二维字符数组：char 数组名[常量值][常量值]

因为字符型数据是以整型形式（ASCII码）进行存放的，我们也可以用整型数组来存放字符数据，但是一般不建议这样使用，因为字符只需要1个字节长度进行存放，而整型为4个字节长度进行存放，这样存储会浪费存储空间

初始化

字符数组如果不进行初始化的话，系统就会发出警告，数组中各个元素的值也是不可预料的。

如果{}中字符个数大于数组长度，就会出现语法错误；如果{}中字符个数小于数组长度，会将字符赋给前面的元素，其余的元素自动定为空字符（‘\0’）

例子如下：

在{}内，我们除了使用‘ ’（单引号）来进行一个个字符的初始化外，我们还可以使用“ ”（双引号）直接输入一个字符串更加方便，当然也就可以用%s来进行打印，使用字符串常量初始化字符数组的时候可以省略{}。

前面我们知道字符串的结束标志是‘\0’，所以下面sz也就等于4

字符数组的输入和输出

我们一般使用scanf函数来进行输入，因为数组名代表着数组的首元素地址，所以scanf函数的输入项如果是字符数组名，就不需要再加取地址操作符&。

除了scanf函数，我们还可以使用gets函数来输入一个已经定义的字符数组.

除了printf函数，我们还可以使用puts函数来输出一个字符数组，输出的字符串可以包括转义字符，

用puts输出的时候会将‘\0’转换为‘\n’，即输出字符串后换行。

如果字符数组没有被初始化就使用puts进行输出的话，系统就会发出警告。

注意：gets和puts只能输入和输出一个字符串

字符串的比较

字符串的比较不可以使用==这个操作符，而是使用strcmp函数（头文件string.h)来进行比较。比较规则是：将两个字符串从左向右逐个字符进行比较（按ASCII码值的大小比较），直到出现不同的字符或者遇到‘\0’为止。

它的一般使用形式为：strcmp（str1，str2）

有以下两种情况：

1.如果对应字符不一样，以第一对不相同的字符比较结果为准

2.如果前面的字符都一样，看哪一个字符串长。

比较结果由函数值带回：

1.str1与str2相同，返回函数值为0

2.str1>str2,返回函数为一个正整数

3.str1<str2，返回函数为一个负整数

简单应用

冒泡排序

二分查找

//二分查找
#include<stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	int a[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,12,15 };
	int sz = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
	int left = 0;
	int right = sz - 1;//使用下标进行查找
	printf("你想找的值是：");
	scanf("%d", &i);
	while(left<=right)
	{
		int mid = left + (right - left) / 2;//mid只可以放在里面，后面left和right的值会变化
		if (a[mid] > a[i])//i在left~mid范围内
		{
			right = mid - 1;
		}
		else if (a[mid] < a[i])//i在mid~right范围内
		{
			left = mid + 1;
		}
		else if(a[mid]=a[i])
		{
			printf("找到了，下标是：%d",mid);
			break;
		}
	}
	if (left > right)
		printf("没有找到！");
	return 0;
}