5 数组

bocchiTheRock
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5 数组

5.1 概述

所谓数组，就是一个集合，里面存放了相同类型的数据元素

特点1：数组中的每个数据元素都是相同的数据类型

特点2：数组是由连续的内存位置组成的

5.2 一维数组

5.2.1 一维数组定义方式

一维数组定义的三种方式：

  1. 数据类型 数组名[ 数组长度 ];
  2. 数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1, 值2, ...};
  3. 数据类型 数组名[ ] = { 值1, 值2, ...};

image-20240110110947073

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {

	//1. 数据类型 数组名[ 数组长度 ];
	int arr[5];

	//数组元素的下标是从0开始索引的
	arr[0] = 10;
	arr[1] = 20;
	arr[2] = 30;
	arr[3] = 40;
	arr[4] = 50;

	//遍历数组元素
	int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	cout << "数组的长度 等于 总的字节数除以数组中第一个元素的大小\n" << "size of arr: " << sizeof(arr) << " / " << sizeof(arr[0]) << " = " << size << endl;
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		cout << arr[i] << endl;
	}
	cout << endl;

    
	//2. 数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1, 值2, ...};
	//如果在初始化数据时候，没有全部填写完，会用0来填补剩余数据
	int arr_1[5] = { 51,52,53 };
	int size_1 = sizeof(arr_1) / sizeof(arr_1[0]);
	for (int i = 0; i < size_1; i++)
	{
		cout << arr_1[i] << endl;
	}
	cout << endl;

    
	//3.数据类型 数组名[ ] = { 值1, 值2, ...};
	//定义数组的时候，必须有初始长度
	int arr_2[] = { 101,102,103,104,105,106,107,108 };
	int size_2 = sizeof(arr_2) / sizeof(arr_2[0]);
	for (int i = 0; i < size_2; i++)
	{
		cout << arr_2[i] << endl;
	}
	cout << endl;

    
	system("pause");

	return 0;

}

数组的长度 等于 总的字节数除以数组中第一个元素的大小
size of arr: 20 / 4 = 5
10
20
30
40
50

51
52
53
0
0

101
102
103
104
105
106
107
108

请按任意键继续. . .

如何用 sizeof 操作符在 C 语言中查找数组的大小

总结1：数组名的命名规范与变量名命名规范一致，不要和变量重名

总结2：数组中下标是从0开始索引

5.2.2 一维数组数组名

一维数组名称的用途：

  1. 可以统计整个数组在内存中的长度
  2. 可以获取数组在内存中的首地址

image-20240111102352309

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {

	//1. 可以统计整个数组在内存中的长度
	int arr[10] = { 1,2.3,4,5,6,7,8,9,10 };
	cout << "整个数组占用内存空间为：" << sizeof(arr) << endl; 
	//一个int类型占4个内存空间（4个字节），arr[10]有10个元素，所以占用40个字节
	cout << "每个元素占用内存空间为：" << sizeof(arr[0]) << endl; 
	cout << "数组中元素个数为：" << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;


	//2. 可以获取数组在内存中的首地址
	cout << "数组首地址为：" << (int)arr << endl;
	cout << "数组中第一个元素地址为：" << (long long)&arr[0] << endl;
	cout << "数组中第二个元素地址为：" << (long)&arr[1] << endl;


	//arr = 100; //错误！数组名是常量，因此不可以赋值

	system("pause");

	return 0;

}

整个数组占用内存空间为：40
每个元素占用内存空间为：4
数组中元素个数为：10
数组首地址为：9435480
数组中第一个元素地址为：9435480
数组中第二个元素地址为：9435484
请按任意键继续. . .

练习案例1：五只小猪称体重

案例描述：

在一个数组中记录了五只小猪的体重，如：int arr[5] = { 300,350,200,400,250 };

找出并打印最重的小猪体重。

解题思路：

image-20240111105251820

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {

	//1、创建5只小猪体重数组
	int arr[5] = { 300,350,200,400,250 };
	//2、从数组中找到最大值
	int max = 0; //先认定一个最大值为0
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		if (arr[i] > max)
		{
			max = arr[i];
		}
	}
    //3、打印最大值
	cout << "最重的小猪体重为：" << max << endl;

	system("pause");

	return 0;

}

练习案例2：数组元素逆置

案例描述：请声明一个5个元素的数组，并且将元素逆置。

(如原数组元素为：1,3,2,5,4; 逆置后输出结果为：4,5,2,3,1)：

解题思路：

屏幕截图_20240111_152016

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {

	//1、创建数组
	int arr[5] = { 1,3,2,5,4 };
	cout << "数组逆置前：" << endl;
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		cout << arr[i] << endl;
	}
	/*
	2、实现逆置
	2.1 记录起始下标位置
	2.2 记录结束下标位置
	2.3 起始下标与结束下标的元素互换
	2.4 起始位置++结束位置-
	2.5 循环执行2.1操作，直到起始位 >= 结束位置
	*/
	int start = 0;
	int end = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;

	while (start < end)
	{
		//实现元素互换
		int temp = arr[start];
		arr[start] = arr[end];
		arr[end] = temp;

		//下标更新
		start++;
		end--;
	}
	
	//3、打印逆置后的数组
	cout << "数组逆置后：" << endl;
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		cout << arr[i] << endl;
	}

	system("pause");

	return 0;

}

5.2.3 冒泡排序

作用：最常用的排序算法，对数组内元素进行排序

  1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。

  2. 对每一对相邻元素做同样的工作，执行完毕后，找到第一个最大值。

  3. 重复以上的步骤，每次比较次数-1，直到不需要比较

image-20240111153505307

示例：将数组 { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 } 进行升序排序

屏幕截图_20240111_155159

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {

	//利用冒泡排序实现升序序列
	int arr[] = { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 };
	int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

	cout << "排序前" << endl;
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	//开始冒泡排序
	//排序总轮数 = 元素个数 - 1
	for (int i = 0; i < size - 1; i++)
	{
		//内层循环对比
		//每轮对比次数 = 元素个数 - 排序轮数 - 1
		for (int j = 0; j < size - i - 1; j++)
		{
			//如果第一个数字大于第二个数字，交换两个数字
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}

	cout << "排序后" << endl;
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	system("pause");

	return 0;

}

排序前
4 2 8 0 5 7 1 3 9
排序后
0 1 2 3 4 5 7 8 9
请按任意键继续. . .

5.3 二维数组

二维数组就是在一维数组上，多加一个维度。

二维数组是数组的数组。它可以被视为表格或矩阵，有行和列。一维数组是最基本的数组类型，它包含元素的线性序列。在内存中，二维数组被存储为一维数组的系列，而一维数组则被存储为单个连续的块。二维数组在访问时需要两个索引，通常是行和列，而一维数组只需要一个索引。

image-20240111165733120

5.3.1 二维数组定义方式

二维数组定义的四种方式：

  1. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];
  2. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1, 数据2}, {数据3, 数据4} };
  3. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4 };
  4. 数据类型 数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4 };

建议：以上4种定义方式，利用第二种更加直观，提高代码的可读性

示例：

  1. #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

	//1. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];
	int arr[2][3];
	arr[0][0] = 1;
	arr[0][1] = 2;
	arr[0][2] = 3;
	arr[1][0] = 4;
	arr[1][1] = 5;
	arr[1][2] = 6;
	//外层循环打印行数，内层循环打印列数
	for (int i = 0; i < 2; i++) 
	{
		for (int j = 0; j < 3; j++)
		{
			cout << arr[i][j] << " ";
		}
		cout << endl;
	}

	system("pause");

	return 0;

}

  2. #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

	//2. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1, 数据2}, {数据3, 数据4} };
	int arr[2][3] =
	{
		{1,2,3},
		{4,5,6}
	};
	
	for (int i = 0; i < 2; i++) 
	{
		for (int j = 0; j < 3; j++)
		{
			cout << arr[i][j] << " ";
		}
		cout << endl;
	}

	system("pause");

	return 0;

}

  3. #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

	//3. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4 };
	int arr[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
	
	for (int i = 0; i < 2; i++)
	{
		for (int j = 0; j < 3; j++)
		{
			cout << arr[i][j] << " ";
		}
		cout << endl;
	}

	system("pause");

	return 0;

}

  4. #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

	//4. 数据类型 数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4 };
	int arr[][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
	
	for (int i = 0; i < 2; i++)
	{
		for (int j = 0; j < 3; j++)
		{
			cout << arr[i][j] << " ";
		}
		cout << endl;
	}

	system("pause");

	return 0;

}

    总结：在定义二维数组时，如果初始化了数据，可以省略行数

5.3.2 二维数组数组名

  • 查看二维数组所占内存空间
  • 获取二维数组首地圳
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {

	int arr[2][3] =
	{
		{1,2,3},
		{4,5,6}
	};
	//二位数组名称用途

	//1、查看占用内存空间大小
	cout << "该二维数组占用内存空间为：" << sizeof(arr) << " byte" << endl; // 4*6=24
	cout << "该二维数组第一行占用内存空间为：" << sizeof(arr[0]) << " byte" << endl; // 4*3=12
	cout << "该二维数组第一个元素占用内存空间为：" << sizeof(arr[0][0]) << " byte" << endl; // 4
	cout << "该二维数组的行数为：" << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;
	cout << "该二维数组的列数为：" << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl;

	//2、查看二维数组的首地址
	cout << "该二维数组的首地址为：" << (int)arr << endl;
	cout << "该二维数组的第一行首地址为：" << (int)arr[0] << endl;
	cout << "该二维数组的第二行首地址为：" << (int)arr[1] << endl;
	cout << "该二维数组的第一个元素的首地址为：" << (int)&arr[0][0] << endl; //  arr[0][0] 表示的是第一个元素的值，前面加取址符 & 是为了获取该值的地址
	cout << "该二维数组的第二个元素的首地址为：" << (int)&arr[0][1] << endl;

	system("pause");

	return 0;

}

该二维数组占用内存空间为：24 byte
该二维数组第一行占用内存空间为：12 byte
该二维数组第一个元素占用内存空间为：4 byte
该二维数组的行数为：2
该二维数组的列数为：3
该二维数组的首地址为：9894128
该二维数组的第一行首地址为：9894128
该二维数组的第二行首地址为：9894140
该二维数组的第一个元素的首地址为：9894128
该二维数组的第二个元素的首地址为：9894132
请按任意键继续. . .

5.3.3 二维数组应用案例

考试成绩统计：

案例描述：有三名同学（张三，李四，王五），在一次考试中的成绩分别如下表，请分别输出三名同学的总成绩

语文数学英语
张三100100100
李四9050100
王五607080
#include<iostream>
using namespace std;
//#include<string>

int main() {

	//二维数组案例-考试成绩统计
	
	// 1、创建二维数组
	int scores[3][3] =
	{
		{100,100,100},
		{90,50,100},
		{60,70,80}
	};

	string names[3] = { "张三","李四","王五" };

	// 2、统计每个人的总和分数
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		int sum = 0; //统计分数总和
		for (int j = 0; j < 3; j++)
		{
			sum += scores[i][j];
			//cout << scores[i][j] << " ";
		}
		cout << names[i] << "的总分为：" << sum << endl;
	}


	system("pause");

	return 0;

}

张三的总分为：300
李四的总分为：240
王五的总分为：210
请按任意键继续. . .

C语言中定义和使用一维数组和二维数组的简单示例。

一维数组的示例:

#include <stdio.h>

int main() {
    int one_d_array[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 声明和初始化一维数组

    // 访问一维数组中的元素
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("Element at index %d: %d\n", i, one_d_array[i]);
    }

    return 0;
}

二维数组的示例:

#include <stdio.h>

int main() {
    int two_d_array[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}}; // 声明和初始化二维数组

    // 访问二维数组中的元素
    for(int i = 0; i < 2; i++) { // 外循环遍历行
        for(int j = 0; j < 3; j++) { // 内循环遍历列
            printf("Element at index [%d][%d]: %d\n", i, j, two_d_array[i][j]);
        }
    }

    return 0;
}

在上述一维数组中，我们定义了一个包含5个整数元素的数组。我们通过下标（例如 one_d_array[0]）来访问数组中的单个元素。

在二维数组的示例中，我们定义了一个含有2行3列（共6个元素）的二维数组。我们通过两个下标来访问数组中的元素，一个表示行(i)，另一个表示列(j)，例如 two_d_array[0][2] 表示访问第一行第三列的元素。

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