C語(yǔ)言中數(shù)組的一些基本知識(shí)小結(jié)
初始化數(shù)組
int ages[3] = {4, 6, 9}; int nums[10] = {1,2}; // 其余的自動(dòng)初始化為0 int nums[] = {1,2,3,5,6}; // 根據(jù)大括號(hào)中的元素個(gè)數(shù)確定數(shù)組元素的個(gè)數(shù) int nums[5] = {[4] = 3,[1] = 2}; // 指定元素個(gè)數(shù),同時(shí)給指定元素進(jìn)行初始化 int nums[3]; nums[0] = 1; nums[1] = 2; nums[2] = 3; // 先定義,后初始化
定義但是未初始化,數(shù)組中有值,但是是垃圾值。
對(duì)于數(shù)組來(lái)說(shuō),一旦有元素被初始 化,其他元素都被賦值0。
計(jì)算數(shù)組中元素的個(gè)數(shù)
int count = sizeof(數(shù)組) / sizeof(數(shù)組[0]) // 數(shù)組的長(zhǎng)度 = 數(shù)組占用的總字節(jié)數(shù) / 數(shù)組元素占用的字節(jié)數(shù)
數(shù)組注意事項(xiàng)
在定義數(shù)組的時(shí)候[]里面只能寫(xiě)整型常量或者是返回整型常量的表達(dá)式。
int ages['A'] = {19, 22, 33}; printf("ages[0] = %d\n", ages[0]); int ages[5 + 5] = {19, 22, 33}; printf("ages[0] = %d\n", ages[0]); int ages['A' + 5] = {19, 22, 33}; printf("ages[0] = %d\n", ages[0])
錯(cuò)誤寫(xiě)法。
沒(méi)有指定元素個(gè)數(shù)(int nums[] = {1,2,3,5,6}; 這樣是可以的,但是如果先聲明,并沒(méi)有初始化,則是錯(cuò)誤的)
int a[]; // 錯(cuò)誤
[]中不能放變量
int number = 10; int ages[number]; // 不報(bào)錯(cuò), 但是沒(méi)有初始化, 里面是隨機(jī)值 > int number = 10; > > int ages[number] = {19, 22, 33} // 直接報(bào)錯(cuò) - > int ages10[5]; > > ages10 = {19, 22, 33}; // 錯(cuò)誤。只能在定義數(shù)組的時(shí)候進(jìn)行一次性(全部賦值)的初始化
- 訪(fǎng)問(wèn)數(shù)組越界。
數(shù)組的內(nèi)存分配:
變量在內(nèi)存中是從大到小尋址的(內(nèi)存中以字節(jié)為單位),比如00000000 00000000 00000000 00001010在內(nèi)存中,00001010的地址是最小的;而數(shù)組則有些不同,數(shù)組的元素自然的從上往下排列 存儲(chǔ),整個(gè)數(shù)組的地址為首元素的地址。 (但是組成元素的字節(jié)還是按從大到小)
注意:字符在內(nèi)存中是以對(duì)應(yīng)ASCII值的二進(jìn)制形式存儲(chǔ)的,而非上表的形式。 在這個(gè)例子中,數(shù)組x的地址為它的首元素的地址0x08,數(shù)組ca的地址為0x03。
注意數(shù)組越界問(wèn)題,越界會(huì)訪(fǎng)問(wèn)到其他內(nèi)容(比如有兩個(gè)數(shù)組在內(nèi)存中挨著,第一個(gè)數(shù)組越界可能會(huì)訪(fǎng)問(wèn)到第二個(gè)數(shù)組的元素),甚至?xí)尦绦虮罎ⅰ?/p>
當(dāng)數(shù)組名作為函數(shù)參數(shù)時(shí), 因?yàn)樽詣?dòng)轉(zhuǎn)換為了指針類(lèi)型,所以在函數(shù)中無(wú)法動(dòng)態(tài)計(jì)算除數(shù)組的元素個(gè)數(shù)。
在64位編譯器下,指針類(lèi)型默認(rèn)為8個(gè)字節(jié)。
有的時(shí)候我們可能想要在一個(gè)函數(shù)里面動(dòng)態(tài)計(jì)算數(shù)組的個(gè)數(shù),所以可能會(huì)這么做:
void printMyArray(int myArray[]) { int length = sizeof(myArray) / sizeof(myArray[0]); for(int i = 0; i < length; i++) { printf("%i", myArray[i]); } } int main() { int myArray[5] = {1,2,3,4,5}; printMyArray(myArray); return 0; }
可以看到在printMyArray函數(shù)中我們動(dòng)態(tài)計(jì)算傳進(jìn)來(lái)的數(shù)組的個(gè)數(shù),但是結(jié)果是錯(cuò)誤的,因?yàn)樗荒茌敵銮皟蓚€(gè)數(shù)。
這是因?yàn)?,在把?shù)組當(dāng)成函數(shù)的參數(shù)的時(shí)候,數(shù)組會(huì)被認(rèn)為成指針,所以是8個(gè)字節(jié),所以計(jì)算出的length是2,所以只能輸出前兩個(gè)數(shù)字。
解決:我們需要給出一個(gè)新的參數(shù)來(lái)獲得length,在main()里面計(jì)算好length然后傳入printMyArray。
void printMyArray(int myArray[], int length) { for(int i = 0; i < length; i++) { printf("%i ", myArray[i]); } } int main(int argc, const char * argv[]) { int myArray[5] = {1,2,3,4,5}; int length = sizeof(myArray) / sizeof(myArray[0]); printMyArray(myArray, length); return 0; }
“填坑法”的思想:
比如給出這樣一題。要求從鍵盤(pán)輸入6個(gè)0~9的數(shù)字,排序后輸出。
做法有很多,”填坑法”的意思就是首先定義一個(gè)10個(gè)數(shù)的數(shù)組(0~9),初始化都為0。
接著接受用戶(hù)的輸入(可以用for循環(huán)),關(guān)鍵的一步是,將用戶(hù)輸入的值作為數(shù)組的下標(biāo),將這個(gè)下標(biāo)所對(duì)應(yīng)的值改為1(填坑),再接著for循環(huán)輸出數(shù)組中值是1的索引。
// 空間換時(shí)間, 適合數(shù)據(jù)比較少 // 1.定義數(shù)組,保存用戶(hù)輸入的整數(shù) // 一定要給數(shù)組初始化, 否則有可能是一些隨機(jī)值 int numbers[10] = {0}; // 2.接收用戶(hù)輸入的整數(shù) // 2.1定義變量接收用戶(hù)輸入的整數(shù) int index = -1; for (int i = 0; i < 6; i++) { printf("請(qǐng)輸入第%d個(gè)整數(shù)\n", i + 1); scanf("%d", &index); // 將用戶(hù)輸入的值作為索引取修改數(shù)組中對(duì)應(yīng)的元素的值為1 // 指針的時(shí)候回來(lái)演示剛才的問(wèn)題 numbers[index] = 1 ; } int length = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]); for (int i = 0; i < length; i++) { if (1 == numbers[i]) { // 輸出索引 printf("%d", i); } }
這個(gè)做法的要點(diǎn)是數(shù)組中的初始值都為0,而數(shù)組的索引和用戶(hù)輸入的數(shù)字是一一對(duì)應(yīng)的,所以只需要將用戶(hù)輸入的數(shù)字相對(duì)應(yīng)的索引的元素改成1,然后再for循環(huán)輸出的話(huà)相當(dāng)于有序輸出,最后得到結(jié)果。
但是這種做法是有問(wèn)題的,比如用戶(hù)輸入了重復(fù)的數(shù)字,但是上面的做法只能將相同的數(shù)字輸出一次。我們的做法是將相同索引的元素的數(shù)字累加,之后再增加一層循環(huán)來(lái)進(jìn)行輸出。
// 1.定義數(shù)組,保存用戶(hù)輸入的整數(shù) int numbers[10] = {0}; // 2.接收用戶(hù)輸入的整數(shù) // 2.1定義變量接收用戶(hù)輸入的整數(shù) int index = -1; for (int i = 0; i < 6; i++) { printf("請(qǐng)輸入第%d個(gè)整數(shù)\n", i + 1); scanf("%d", &index); // 將用戶(hù)輸入的值作為索引取修改數(shù)組中對(duì)應(yīng)的元素的值為1 // 假設(shè) 用戶(hù)輸入的是 1,1,1,2,2,2 numbers[index] = numbers[index] + 1 ; } int length = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]); for (int i = 0; i < length; i++) { // j = 1 因?yàn)槿绻麛?shù)組元素中存儲(chǔ)的值是0不用輸出 // 將i對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)空間中的元素取出,判斷需要輸出幾次 for (int j = 1; j <= numbers[i]; j++) { printf("%d", i);// 1 1 1 2 2 2 } }
選擇排序
主要思想就是,基本上默認(rèn)數(shù)組中第一個(gè)元素為最大(最小)值,之后將這個(gè)元素和后面的每個(gè)元素都進(jìn)行比較,以由大到小排序?yàn)槔?dāng)?shù)谝粋€(gè)值遇到比其大的,就進(jìn)行交換。這樣第一輪過(guò)后,第一位就是最大的。接著進(jìn)行第二輪,由第二個(gè)數(shù)開(kāi)始逐個(gè)比較,遇到比第二個(gè)數(shù)大的進(jìn)行交換,這樣第二輪之后第二個(gè)數(shù)就是第二大的了,以此類(lèi)推,不斷進(jìn)行選擇,最后完成排序。
void selectSort(int numbers[], int length) { for (int i = 0; i < length; i++) { for (int j = i + 1; j < length; j++) { if (numbers[i] < numbers[j]) { int temp = numbers[i]; numbers[i] = numbers[j]; numbers[j] = temp; } } } } int main(int argc, const char * argv[]) { int myArray[] = {42, 7, 1, -3, 88}; int length = sizeof(myArray) / sizeof(myArray[0]); selectSort(myArray, length); for (int i = 0; i < length; i++) { printf("%i ", myArray[i]); } return 0; }
在寫(xiě)的時(shí)候可以這樣想:當(dāng)?shù)谝粋€(gè)數(shù)來(lái)比較的時(shí)候,i = 0,那么j應(yīng)該等于i + 1,因?yàn)榈谝粋€(gè)數(shù)要和第二個(gè)數(shù)開(kāi)始比,并且比較length - 1次;當(dāng)i = 1時(shí),j = 2,并且比較length - 2次,以此類(lèi)推;上面寫(xiě)的是由大到小排序。
冒泡排序
主要思想是兩個(gè)相鄰的元素進(jìn)行比較,以由小到大排序?yàn)槔?,那么由第一個(gè)元素開(kāi)始和第二個(gè)比較,如果第一個(gè)比第二個(gè)大,那么就進(jìn)行交換;然后進(jìn)行第二個(gè)和第三個(gè)元素的比較,以此類(lèi)推,第一輪之后,那么數(shù)組的最后一個(gè)元素就是最大的,以此類(lèi)推。
void bubbleSort(int numbers[], int length) { for (int i = 0; i < length - 1; i++) { for (int j = 0; j < length - i - 1; j++) { if (numbers[j] > numbers[j + 1]) { int temp = numbers[j]; numbers[j] = numbers[j + 1]; numbers[j + 1] = temp; } } } } int main(int argc, const char * argv[]) { int myArray[] = {42, 7, 1, -3, 88}; int length = sizeof(myArray) / sizeof(myArray[0]); bubbleSort(myArray, length); for (int i = 0; i < length; i++) { printf("%i ", myArray[i]); } return 0; }
注意這里和選擇排序不同的是,比較的并非numbers[i]和numbers[j],而是比較的numbers[j]和numbers[j+1],而外層循環(huán)的i代表比較的輪數(shù),內(nèi)層循環(huán)才是真正的每一輪進(jìn)行的比較。這里是由小到大排序。
折半查找
折半查找顧名思義,我們找到數(shù)組的最大值max,最小值min求出中間值mid,然后用mid作為數(shù)組下標(biāo)得到對(duì)應(yīng)的元素,用這個(gè)元素和目標(biāo)值key進(jìn)行比較:
如果numbers[mid] > key,那么說(shuō)明key在min和mid之間,那么就設(shè)置max為mid - 1,min不變,然后重新計(jì)算mid,重復(fù)上述步驟,最后找出key。
如果numbers[mid] < key,那么說(shuō)明key在mid和max之間,那么就設(shè)置min為mid + 1,max不變,然后重新計(jì)算mid,重復(fù)上述步驟,最后找出key。
注意這里的結(jié)束條件,有可能數(shù)組中有這個(gè)key,也有可能沒(méi)有,那么當(dāng)min > max時(shí),說(shuō)明數(shù)組中并沒(méi)有這個(gè)key,要小心這種情況。
折半查找要求數(shù)組必須是有序的。(有序表)
int binSearch(int myArray[], int length, int key) { int index = -1; int max = length - 1; int min = 0; int mid = (max + min) / 2; while (min <= max) { if (myArray[mid] > key) { max = mid - 1; } else if (myArray[mid] < key){ min = mid + 1; } else if (myArray[mid] == key) { index = mid; break; } mid = (max + min) / 2; } return index; } int main(int argc, const char * argv[]) { int myArray[] = {-3, 1, 7, 42, 88}; int length = sizeof(myArray) / sizeof(myArray[0]); int index = binSearch(myArray, length, 88); printf("index: %i ", index); return 0; }
首先我假設(shè)index = -1,表示沒(méi)有相應(yīng)的值。接著獲取max,min,mid的值,注意while循環(huán)的條件,在這里我用的是當(dāng)min <= max的時(shí)候循環(huán),當(dāng)min > max時(shí)候跳出循環(huán),說(shuō)明并未找到key的值。在循環(huán)體里面,像剛才分析的那樣判斷,當(dāng)myArray[mid] == key的時(shí)候說(shuō)明我們找到了這個(gè)值,那么將index設(shè)置成找到值的下標(biāo),然后跳出循環(huán)。如果未找到值則index = -1。
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