【2个月 C语言从入门到精通：零基础系统教程】第五讲：数组核心全解 — 一维+二维数组完整知识点全覆盖

文章目录前言1. 数组的概念2. ⼀维数组的创建和初始化2.1 数组创建2.2 数组的初始化2.3 数组的类型3. ⼀维数组的使用3.1 数组下标3.2 数组元素的打印4. ⼀维数组在内存中的存储5. sizeof计算数组元素个数6. ⼆维数组的创建6.1 ⼆维数组的概念6.2 ⼆维数组的创建7. ⼆维数组的初始化7.1 不完全初始化7.2 完全初始化7.3 按照行初始化7.4 初始化时省略行但不能省略列8. ⼆维数组的使用8.1 ⼆维数组的下标8.2 ⼆维数组的输入和输出9. ⼆维数组在内存中的存储10. 数组练习10.1 练习二分查找总结⽬录数组的概念⼀维数组的创建和初始化⼀维数组的使⽤⼀维数组在内存中的存储sizeof计算数组元素个数⼆维数组的创建⼆维数组的初始化⼆维数组的使⽤⼆维数组在内存中的存储数组练习前言在 C 语言基础语法的学习过程中数组是我们接触到的第一个批量处理数据的复合数据类型也是后续字符串、函数、指针、数据结构学习的重要基础。在之前的学习中我们定义的单个变量只能存储一个数据当需要批量管理大量同类型数据如批量存储成绩、多个数值、字符序列时单个变量会变得繁琐且难以维护。而数组正是为解决这类场景诞生它可以在内存中开辟连续的空间统一管理大量相同类型的数据。本文将会按照循序渐进的学习逻辑完整讲解 C 语言数组的全部核心知识点从数组基础概念出发依次详解一维数组的创建、初始化、下标访问、遍历打印、内存存储原理、元素个数计算再深入讲解二维数组的创建规则、各类初始化方式、下标使用、输入输出、内存存储模型最后配套经典二分查找实战练习把数组知识点全部吃透。1. 数组的概念数组是⼀组相同类型元素的集合从这个概念中我们就可以发现2个有价值的信息• 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。• 数组中存放的多个数据类型是相同的。数组分为⼀维数组和多维数组多维数组⼀般⽐较多⻅的是⼆维数组。2. ⼀维数组的创建和初始化2.1 数组创建一维数组创建的基本语法如下type arr_name[常量值];存放在数组的值被称为数组的元素数组在创建的时候可以指定数组的⼤⼩和数组的元素类型。• type 指定的是数组中存放数据的类型可以是 char、short、int、float 等也可以⾃定义的类型。• arr_name 指的是数组名的名字这个名字根据实际情况起的有意义就⾏。• [ ] 中的常量值是⽤来指定数组的⼤⼩的这个数组的⼤⼩是根据实际的需求指定就⾏。⽐如我们现在想存储某个班级的20⼈的数学成绩那我们就可以创建⼀个数组如下intmath[20];当然我们也可以根据需要创建其他类型和⼤⼩的数组charch[8];doublescore[10];2.2 数组的初始化有时候数组在创建的时候我们需要给定⼀些初始值这种就称为初始化的。那数组如何初始化呢数组的初始化⼀般使⽤⼤括号将数据放在⼤括号中。数组如果进⾏了初始化数组的⼤⼩是可以省略掉的。//完全初始化intarr[5]{1,2,3,4,5};//不完全初始化intarr2[6]{1};//第⼀个元素初始化为1剩余的元素默认初始化为0//错误的初始化 - 初始化项太多intarr3[3]{1,2,3,4};2.3 数组的类型数组也是有类型的数组算是⼀种⾃定义类型去掉数组名留下的就是数组的类型。intarr1[10];intarr2[12];charch[5];arr1数组的类型是 int [10]arr2数组的类型是 int [12]ch数组的类型是 char [5]3. ⼀维数组的使用学习了⼀维数组的基本语法⼀维数组可以存放数据存放数据的⽬的是对数据的操作那我们如何使⽤⼀维数组呢3.1 数组下标C语⾔规定数组是有下标的下标是从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如下intarr[10]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};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。有了下标访问操作符我们就可以轻松的访问到数组的元素了⽐如我们访问下标为7的元素我们就可以使⽤ arr[7] 想要访问下标是3的元素就可以使⽤ arr[3] ,如下代码intmain(){intarr[10]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};printf(arr[7] %d\n,arr[7]);printf(arr[3] %d\n,arr[3]);return0;}3.2 数组元素的打印接下来如果想要访问整个数组的内容那怎么办呢只要我们产⽣数组所有元素的下标就可以了那我们使⽤for循环产⽣0~9的下标接下来使⽤下标访问就⾏了。如下代码#includestdio.hintmain(){intarr[10]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};inti0;for(i0;i10;i){printf(%d ,arr[i]);}return0;}输出结果4. ⼀维数组在内存中的存储有了前⾯的知识我们其实使⽤数组基本没有什么障碍了如果我们要深⼊了解数组我们最好能了解⼀下数组在内存中的存储。依次打印数组元素的地址//%p - 是用来打印地址的intmain(){intarr[10]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};inti0;for(i0;i10;i){printf(arr[%d] %p\n,i,arr[i]);}return0;}5. sizeof计算数组元素个数在遍历数组的时候我们经常想知道数组的元素个数那C语⾔中有办法使⽤程序计算数组元素个数吗答案是有的可以使⽤sizeof。sizeof 中C语⾔是⼀个关键字是可以计算类型或者变量⼤⼩的其实 sizeof 也可以计算数组的⼤⼩。⽐如以后在代码中需要数组元素个数的地⽅就不⽤固定写死了使⽤上⾯的计算不管数组怎么变化计算出的⼤⼩也就随着变化了。6. ⼆维数组的创建6.1 ⼆维数组的概念前⾯学习的数组被称为⼀维数组数组的元素都是内置类型的如果我们把⼀维数组做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称为三维数组⼆维数组以上的数组统称为多维数组。6.2 ⼆维数组的创建那我们如何定义⼆维数组呢语法如下type arr_name[常量值1][常量值2] 例如intarr[3][5];doubledata[2][8];解释上述代码中出现的信息• 3表⽰数组有3⾏• 5表⽰每⼀⾏有5个元素• int 表⽰数组的每个元素是整型类型• arr 是数组名可以根据⾃⼰的需要指定名字data数组意思基本⼀致。7. ⼆维数组的初始化在创建变量或者数组的时候给定⼀些初始值被称为初始化。那⼆维数组如何初始化呢像⼀维数组⼀样也是使⽤⼤括号初始化的。7.1 不完全初始化intarr1[3][5]1{1,2};intarr2[3][5]{0};7.2 完全初始化intarr3[3][5]{1,2,3,4,5,2,3,4,5,6,3,4,5,6,7};7.3 按照行初始化intarr4[3][5]{{1,2},{3,4},{5,6}};7.4 初始化时省略行但不能省略列intarr5[][5]{1,2,3};intarr6[][5]{1,2,3,4,5,6,7};intarr7[][5]{{1,2},{3,4},{5,6}};8. ⼆维数组的使用8.1 ⼆维数组的下标当我们掌握了⼆维数组的创建和初始化那我们怎么使⽤⼆维数组呢其实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。C语⾔规定⼆维数组的⾏是从0开始的列也是从0开始的如下所⽰intarr[3][5]{1,2,3,4,5,2,3,4,5,6,3,4,5,6,7};图中最右侧绿⾊的数字表⽰⾏号第⼀⾏蓝⾊的数字表⽰列号都是从0开始的⽐如我们说第2⾏第4列快速就能定位出7。intmain(){intarr[3][5]{1,2,3,4,5,2,3,4,5,6,3,4,5,6,7};printf(%d\n,arr[2][4]);return0;8.2 ⼆维数组的输入和输出访问⼆维数组的单个元素我们知道了那如何访问整个⼆维数组呢其实我们只要能够按照⼀定的规律产⽣所有的⾏和列的数字就⾏以上⼀段代码中的arr数组为例⾏的选择范围是0-2列的取值范围是0 -4所以我们可以借助循环实现⽣成所有的下标。intmain(){intarr[3][5]{1,2,3,4,5,2,3,4,5,6,3,4,5,6,7};//输出值inti0;for(i0;i3;i)//行下标{intj0;for(j0;j5;j)//列下标{printf(%d ,arr[i][j]);}printf(\n);}return0;}intmain(){intarr[3][5]{0};//输入inti0;for(i0;i3;i)//行下标{intj0;for(j0;j5;j)//列下标{scanf(%d,arr[i][j]);}}//输出值for(i0;i3;i)//行下标{intj0;for(j0;j5;j)//列下标{printf(%d ,arr[i][j]);}printf(\n);}return0;}9. ⼆维数组在内存中的存储像⼀维数组⼀样我们如果想研究⼆维数组在内存中的存储⽅式我们也是可以打印出数组所有元素的地址的。代码如下intmain(){intarr[3][5]{0};inti0;//输出值for(i0;i3;i)//行下标{intj0;for(j0;j5;j)//列下标{printf(arr[%d][%d] %p\n,i,j,arr[i][j]);}}return0;}10. 数组练习10.1 练习二分查找题⽬给定⼀个升序的整型数组在这个数组中查找到指定的值n找到了就打印n的下标找不到就打印“找不到”。【分析】在⼀个升序的数组中查找指定的数字n很容易想到的⽅法就是遍历数组但是这种⽅法效率⽐较低。⽐如我买了⼀双鞋你好奇问我多少钱我说不超过300元。你还是好奇你想知道到底多少我就让你猜你会怎么猜你会1234…这样猜吗显然很慢⼀般你都会猜中间数字⽐如150然后看⼤了还是⼩了这就是⼆分查找也叫折半查找参考代码intmain(){intarr[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};intk7;intszsizeof(arr)/sizeof(arr[0]);intleft0;intrightsz-1;while(leftright){intmid(leftright)/2;if(arr[mid]k){leftmid1;}elseif(arr[mid]k){rightmid-1;}else{printf(找到了下标是:%d\n,mid);break;}}if(leftright){printf(找不到\n);}return0;}求中间元素的下标使⽤ mid (left right) / 2 如果 left 和 right ⽐较⼤的时候可能存在问题可以使⽤下⾯的⽅式midleft(right-left)/2;参考代码intmain(){intarr[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};intk7;intszsizeof(arr)/sizeof(arr[0]);intleft0;intrightsz-1;intfind0;//没找到while(leftright){intmid(right-left)/2left;if(arr[mid]k){leftmid1;}elseif(arr[mid]k){rightmid-1;}else{find1;printf(找到了下标是:%d\n,mid);break;}}if(find0){printf(找不到\n);}return0;}总结本篇文章完整覆盖了 C 语言数组模块的全部核心知识点从基础概念到底层原理从一维数组到二维数组形成了完整的知识体系在这里做整体梳理总结数组核心本质数组是相同数据类型元素组成的、在内存中连续存储的集合通过下标来精准访问内部元素下标统一从0开始计数。一维数组核心要点完整掌握了一维数组的多种创建与初始化方式、下标访问规则、数组元素循环打印遍历理解了一维数组在内存中连续线性存储的底层模型学会使用 sizeof 运算符精准计算数组总大小、单个元素大小、数组元素总个数。二维数组核心要点掌握了二维数组「行、列」的结构逻辑完全理清不完全初始化、完全初始化、按行初始化三类初始化规则重点牢记核心易错点二维数组初始化可以省略行但是绝对不能省略列同时掌握二维数组的下标访问、整体输入输出写法理解其「行优先、整体连续存储」的内存底层原理。实战应用通过二分查找练习把数组连续有序存储的特性学以致用掌握了有序数组的高效查找算法实现了理论知识点到代码实战的落地。数组是 C 语言批量数据处理的基石同时也是后续字符数组字符串、指针数组、函数传参、数据结构顺序表 内容的前置基础把本篇数组知识点全部吃透会为后续 C 语言进阶内容的学习打下牢固的基础。