C语言学习篇-7数组、二维数组、高维数组

说明：本文主要对数组进行阐述，并对二维及高维数组进行举例。

数组

1. 数组：用来存储一组同种类型数据的构造数据类型称之为数组。

   • 数组属于构造类型；
   • 具有相同数据类型的成员组成的一组数据；
   • 存储不同类型数据的数组有对应的名称，整型数组：数组中成员变量都是整型的；浮点型数组：数组中成员变量都是浮点型的；
   • 数组是由多个成员组成，每个成员被称为数组元素。

2. 如何定义数组？
   格式：类型修饰符 数组名[元素个数或常量表达式] = {值，值2，值3，…}；

   • 类型修饰符：指定数组中元素的类型。
   • [ ]中设定数组元素的个数，即数组的存储空间，只能是常量表达式，不能是变量表达式；
   • 初识值之间用逗号隔开。
     示例：int a[3] = {2, 3, 4};
3. 数组的初始化
   方式一：没有赋初始值的元素，自动设置初值为0；
   示例：int b[5] = {3,4,5};//只对前三个元素赋了初始值，后两个元素自动设置为了0。
   方式二：只写了数组元素个数；
   示例：int c[5] = {0};//五个数组元素全部设置初值为0。
   方式三：根据初始化设置，自动判断数组元素个数；
   示例：int d[] = {3,4,5,6};//相当于int d[4] = {3,4,5,6};
   方式四：一般写法；
   示例：int e[5] = {1,2,3,4,5};
   方式五：对指定的元素赋值;
   示例：int f[5] = {[3] = 10,[4] = 11};//对指定下标的元素赋初值
   注意：
   
   • int g['A'] = {1,4,2};//正确，相当于g[65]
   • int g[];//错误，编译器无法分配内存，不知道需要分配多少存储空间
   • int g[5];g = {1,4,2,5,4};//错误，只能在定义数组时这样进行赋值
   • int i = 5;
int g[i];//可以这样写，编译器会分配20个字节的存储空间，不进行初始化;
g[0] = 1;//可以这样进行正常的赋值
g[1] = 2;//但是后三个元素的值是不确定的，不会设置为0
   • int i = 5;
int g[i] = {1,2,3,4,5};//不可以这样写，在定义数组时对数组进行初始化，元素的个数必须为常量或不写，不能是变量。

4. 数组元素的访问

   • 不能一次整体调用整个数组的全部元素的值，基本数据类型变量只存储一个数据。数据中存储多个数据，不能通过数组变量调用所有的元素。
   • 访问数组元素 使用下标实现 数组名[下标]
   • 下标：数组元素在数组中的序号，数组中的元素是有序的，每个元素都有序号，
     序号从0开始递增，最后一个元素的序号是n-1，n表示数组元素的个数
   • 下标的范围：0~n-1
   • 下标可以用整型常量或变量表示

   数组遍历：

   1. 按照顺序:从数组的第一个元素开始,访问数组的最后一个元素结束
   2. 使用for循环实现的数组遍历
   3. 循环和数组关系密切

#include <stdio.h>int main() {    int age[5] = {18,15,33,19,25};    for (int i = 0; i < 5; i ++){        printf("age[%d] = %d\n",i,age[i]);    }    return 0;}

5. 数组元素的修改

根据数组下标确定需要修改的数组元素。

#include <stdio.h>int main() {    int aa[] = {1,2,3,4,5};    //遍历数组    for(int i = 0; i < 5;i ++)    {        printf("aa[%d] =%d \n",i,aa[i]);    }    printf("========\n");//  修改数组元素    aa[1] = 22;    aa[4] = 44;//  再遍历    for(int i = 0;i < 5;i ++)    {        printf("aa[%d] = %d \n",i,aa[i]);    }    return 0;}

运行结果：

aa[0] =1 aa[1] =2 aa[2] =3 aa[3] =4 aa[4] =5 ========aa[0] = 1 aa[1] = 22aa[2] = 3 aa[3] = 4 aa[4] = 44

6. 数组使用注意

• 数组越界：使用数组下标时超出数组范围,即访问了不属于数组的存储空间。编译器不会检测数组下标是否越界,因此操作数组时必须保证没有越界。
  典型错误：

    int Crazy[4] = {2,3,4,5};    printf("%d",Crazy[4]);//Crazy数组下标范围为0~3。

• 数组作为一个整体不能直接参与运算。

数组排序

1.常见的排序方法：冒泡排序、选择排序、插入排序等；
2.排序的规则有两种：升序、降序；
下面以冒泡排序为例说明数组排序。
冒泡排序的思路：每次将相邻的两个数进行比较，按照升序或降序进行交换，直到所有数字的顺序正确为止。

//将无序数组用冒泡排序按升序排列#include <stdio.h>//bubble sortvoid bubbleSort(int array[], int count){    for (int i = 0; i < count - 1; i++) {        for (int j = 0; j < count - i- 1; j++) {            if (array[j] > array[j+1]) {                int temp = array[j];                array[j] = array[j+1];                array[j+1] = temp;            }        }    }}int main() {    // 定义数组    int array[5] = {18,15,33,19,25};    // 计算数组个数    int count = sizeof(array)/sizeof(int);    bubbleSort(array,count);    // 遍历排序后的数组    for (int i = 0; i < count; i++) {        printf("array[%d] = %d\n",i,array[i]);    }    return 0;}

执行结果

array[0] = 15array[1] = 18array[2] = 19array[3] = 25array[4] = 33

二维数组

1. 二维数组本质上是将数组作为数组元素的数组，称为数组的数组。为了形象化理解二维数组，通常将二维数组写成行和列的排列形式，通常被称为m行n列。

   • m 二维数组中包含多少个一维数组，是第一维，表示第几行；
   • n 一维数组中包含多少个元素，是第二维，表示第几列。

2. 格式：类型修饰符 数组名[行数][列数] = {值，值2，值3，…}；

   1.行数可以省，列数不可以省；
   int array1[][4] = {00,01,02,03,10,11,12,13,20,21,23，23,30,31,32，33};

   2.设置初始值时推荐使用{{},{},{}…}形式；
   int array[4][4] = {{00,01,02,03},
   {10,11,12,13},
   {20,21,22,23},
   {30,31,32,33}};

   3.每一行元素不足会自动补齐，补齐部分赋值为0。

二维数组遍历

• 访问单个元素必须指定两个下标，下标1代表所在的行，下标2代表所在的列；
• 与一维数组一样，也需要注意越界问题；
• 修改二维数组的元素：array[0][0] = 10;
• 二维数组遍历需要使用两层循环，第一层循环控制第几行，第二层循环控制第几列。

示例：

#include <stdio.h>int main() {    int array[4][4] = {{00,01,02,03},                       {10,11,12,13},                       {20,21,22,23},                       {30,31,32,33}};    for (int i = 0; i < 4; i ++){        for (int j = 0; j < 4; j ++) {            printf("array[%d][%d] = %2d  ",i, j, array[i][j]);        }        printf("\n");    }    return 0;}

运行结果：

array[0][0] =  0  array[0][1] =  1  array[0][2] =  2  array[0][3] =  3array[1][0] = 10  array[1][1] = 11  array[1][2] = 12  array[1][3] = 13array[2][0] = 20  array[2][1] = 21  array[2][2] = 22  array[2][3] = 23array[3][0] = 30  array[3][1] = 31  array[3][2] = 32  array[3][3] = 33

高维数组

1. 数组下标在两个以上；
2. 三维数组：立体的层，行，列；

3. 格式：类型修饰符 数组名[层数][行数][列数] = {值，值2，值3，…}；

   • int array[2][3][4] = {0};

   说明：

   1. 遍历三维数组需要三层循环；
   2. 高维数组访问元素：数组名[下标][下标]…
   3. 高维数组元素个数等于各个数的乘积
   4. 高维数组占用内存等于元素个数乘以单个元素所占空间。

   总结

   1.对于类型相同的一组数据，最好选用数组进行存储；
   2.下标从0开始；
   3.注意越界问题；
   4.数组的遍历一般采用for循环；

   练习

   1.将一个二维数组的行和列交换，存储到另一个数组。
   2.定义一个3行4列的数组，找出数组的最大元素所在行和列。答案