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「C系列」C 数组

news 2025/7/8 10:24:02

文章目录

一、C 数组
- 1. 声明数组
- 2. 初始化数组
- 3. 访问数组元素
- 4. 数组越界
- 5. 多维数组
二、C 操作数组的方法有哪些
三、C 数组-应用场景
- 1. 存储固定数量的数据
- 2. 实现算法（如排序）
- 3. 处理数据集合
四、相关链接

一、C 数组

在C语言中，数组是一种数据结构，用于存储相同类型的元素的集合。数组的大小在创建时确定，并且在整个数组的生命周期内保持不变。C语言中的数组是静态的，意味着一旦创建，就不能改变其大小。

1. 声明数组

在C语言中，你可以使用以下语法声明数组：

type arrayName[size];

其中：

type 是数组中元素的类型（如 int、float、char 等）。
arrayName 是数组的名称。
size 是数组的大小，表示数组可以容纳的元素数量。

2. 初始化数组

你可以在声明数组的同时初始化它：

int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 隐式指定大小
int days[7] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}; // 显式指定大小

3. 访问数组元素

你可以使用索引来访问数组中的元素。在C语言中，数组的索引从0开始。以下是如何访问数组元素的示例：

#include <stdio.h>int main() {int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};printf("The first element is: %d\n", numbers[0]);printf("The last element is: %d\n", numbers[4]);return 0;
}

4. 数组越界

C语言不会检查你是否访问了数组的有效范围。如果你试图访问一个不存在的数组元素（即索引超出了数组的大小），你将会得到一个未定义的行为，这可能导致程序崩溃或产生意外的结果。因此，当使用数组时，务必确保不要越界。

5. 多维数组

C语言还支持多维数组，如二维数组和三维数组等。二维数组通常用于表示矩阵或表格。以下是一个二维数组的示例：

#include <stdio.h>int main() {int matrix[3][3] = {{1, 2, 3},{4, 5, 6},{7, 8, 9}};printf("Element at row 1, column 2 is: %d\n", matrix[1][2]);return 0;
}

二、C 操作数组的方法有哪些

在C语言中，操作数组的方法通常包括以下几个基本类别：

数组声明与初始化：

声明一个数组时，需要指定数组的类型和大小。
可以在声明的同时初始化数组，也可以后续逐个赋值。

int array[10]; // 声明一个大小为10的整型数组
int array2[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 声明并初始化一个整型数组

数组元素访问：

使用索引（下标）来访问数组中的元素。索引从0开始。

int value = array[2]; // 访问数组的第三个元素（因为索引从0开始）

遍历数组：

使用循环结构（如for循环、while循环）遍历数组的每个元素。

for (int i = 0; i < 10; i++) {printf("%d ", array[i]);
}

修改数组元素：

直接使用索引和赋值运算符来修改数组中的元素。

array[2] = 100; // 修改数组的第三个元素为100

数组作为函数参数：

可以将数组作为参数传递给函数，但通常需要传递数组的首地址和大小（因为C语言中的数组名实际上是首元素的地址）。

void printArray(int arr[], int size) {for (int i = 0; i < size; i++) {printf("%d ", arr[i]);}
}

数组与字符串：

C语言中的字符串实际上是字符数组。可以使用字符数组来存储和操作字符串。

char str[10] = "Hello"; // 声明并初始化一个字符数组（字符串）

数组排序：

使用各种排序算法（如冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等）对数组进行排序。

// 示例：冒泡排序
void bubbleSort(int arr[], int n) {// ... 排序算法的实现 ...
}

数组搜索：

实现各种搜索算法（如线性搜索、二分搜索等）来在数组中查找特定元素。

// 示例：线性搜索
int linearSearch(int arr[], int n, int target) {for (int i = 0; i < n; i++) {if (arr[i] == target) {return i; // 找到目标元素，返回其索引}}return -1; // 未找到目标元素
}

多维数组：

可以声明和操作多维数组，如二维数组、三维数组等。

int matrix[3][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}}; // 声明并初始化一个二维数组

动态数组：

C语言本身不支持动态数组（在运行时改变大小），但可以使用指针和动态内存分配（如malloc和free）来模拟动态数组的行为。

int *dynamicArray = malloc(10 * sizeof(int)); // 动态分配内存
// ... 使用数组 ...
free(dynamicArray); // 释放内存

三、C 数组-应用场景

C 数组在编程中有广泛的应用场景，包括但不限于存储固定数量的数据、实现算法（如排序、搜索等）、处理数据集合等。以下是一些具体的应用场景和相应的详细案例代码。

1. 存储固定数量的数据

假设我们要存储一个班级中所有学生的成绩。

#include <stdio.h>int main() {// 假设班级有10个学生int grades[10];// 假设我们已经有了学生的成绩for (int i = 0; i < 10; i++) {grades[i] = 80 + i; // 为了示例，我们简单地给每个学生一个递增的成绩}// 打印所有学生的成绩for (int i = 0; i < 10; i++) {printf("Student %d's grade: %d\n", i + 1, grades[i]);}return 0;
}

2. 实现算法（如排序）

使用数组来实现冒泡排序算法。

#include <stdio.h>void bubbleSort(int arr[], int n) {for (int i = 0; i < n - 1; i++) {for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]) {// 交换 arr[j] 和 arr[j + 1]int temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}
}int main() {int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubbleSort(arr, n);printf("Sorted array: \n");for (int i = 0; i < n; i++) {printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");return 0;
}

3. 处理数据集合

假设我们有一个整数数组，我们需要找出数组中的最大值和最小值。

#include <stdio.h>int main() {int arr[] = {5, 1, 9, 3, 7};int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);int min = arr[0], max = arr[0];// 遍历数组找到最大值和最小值for (int i = 1; i < n; i++) {if (arr[i] < min) {min = arr[i];}if (arr[i] > max) {max = arr[i];}}printf("Minimum element in array is %d\n", min);printf("Maximum element in array is %d\n", max);return 0;
}