[C++基础学习-04]----C++数组详解

前言

        在C++中,数组是一种用来存储相同类型元素的数据结构。一维数组是最简单的数组形式,它由一系列按顺序存储的元素组成。二维数组则是由一维数组构成的数组,可以看作是一堆一维数组堆叠在一起形成的矩阵。

正文

01-数组简介

         一维数组和二维数组是在编程中常用的数据结构,它们具有不同的特点和适用场景。

       1、一维数组

        一维数组是一种线性结构,它由一系列按顺序存储的元素组成;通常用于存储一组相同类型的数据,例如整数、浮点数、字符等;访问速度比较快,通过数组下标即可快速定位和访问特定元素;适用于存储列表、向量、序列等线性数据。

        2、二维数组

        二维数组是一种表格状的结构,它由一维数组组成的数组,用于存储表格数据或矩阵数据;通常用于存储二维结构的数据,例如游戏地图、图像数据、二维表格等;访问方式需要使用两个下标(行和列)来访问元素,适用于表示二维关系的数据;可以看作是一系列一维数组按照特定方式排列组成的数据结构。

        3、作用

        一维数组常用于存储一组相关联的数据,例如存储学生成绩、温度记录、用户ID等。

        二维数组常用于表示二维空间上的数据,例如表示地图、图片、矩阵等。

        一维数组和二维数组在算法实现、数据处理、图形处理、矩阵运算等方面起着重要作用。

        通过合理使用一维数组和二维数组,可以更高效地组织和管理数据,方便进行各种数据处理和分析操作。

02-一维数组定义

         一维数组的定义和具体代码解释如下:

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{//数组   数组中每个数据元素都是相同的数据类型//三种表示形式//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、....}//1、数据类型 数组名[数组长度]int arr[5];//数组名用arr表示,长度为5个,数组下标从0开始//给数组中的元素进行赋值//牢记: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;//访问数据元素//cout << arr[0] << endl;//cout << arr[1] << endl;//cout << arr[2] << endl;//cout << arr[3] << endl;//cout << arr[4] << endl;//循环方式输出数组中的数据//for (int i = 0; i < 5; i++)//{//	cout << arr[i] << endl;//}//2、数据类型   数组名[数组长度] = {值1、值2、....}//如果定义的数组长度为5个,但是后面赋值少于5个,则其余的自动取0int  arr2[5] = { 10,20,30,40,50 };//for (int j = 0; j < 5; j++)//{//	cout << arr2[j] << endl;//}//3、数据类型   数组名[ ] = {值1、值2、....}int arr3[] = { 10,20,30,40 };for (int j = 0; j < 4; j++){cout << arr3[j] << endl;}system("pause");return 0;
}

03-数组名

         数组名的定义和具体代码解释如下:

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{//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int arr[5] = { 10,20,30,40,50 };cout << "数组在内存中所占的长度:" << sizeof(arr) << endl;cout << "第一个数据所占内存为:" << sizeof(arr[0]) << endl;cout << "数组中元素的个数为:" << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;//2、可以查看数组的首地址cout << "数组的首地址为:"<<(int)arr << endl;//加int,可将十六进制强制转换为十进制//也可查看第一个数据的首地址cout << "第一个数据的首地址为:" << (int)&arr[0] << endl;//第一个数据的首地址和数组的首地址是相同的cout << "第二个数据的首地址为:" << (int)&arr[1]<< endl;//数组名是一个常量,不可以再进行赋值操作// 常量不可进行修改,否则会出现表达式不可进行进行修改的左值//arr = 100;会出现报错system("pause");return 0;
}

04-一维数组案例

         一维数组的案例,三只小猪称体重具体代码解释如下:

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{//五只小猪比较体重//1、五只小猪的体重放入一个数组中int arr[5] = { 300,350,200,400,250 };//2、先假设一个最大值int max = 0;int max_pig = 0;for (int i = 0; i < 5;i++){//cout << arr[i] << endl;if (arr[i] > max_pig){max_pig = arr[i];}//cout << max_pig << endl;  如果在里面输出的话,不会跳出for循环,前面四个值也会进行输出,并且,不会比较250}cout << max_pig << endl;// 	for (int i = 0; i < 5; i++)
// 	{
// 		if (arr[i] > max)
// 		//如果访问的数组中的元素比我认定的还要大,更新最大值,这是一个简单的算法
// 		{
// 			max = arr[i];	
// 		}
// 	}
// 	//要在循环之外输出最大值
//	cout<<max<<endl;system("pause");return 0;
}

05-一维数组之元素互换位置

         具体代码和解释如下:

#include<iostream>
using namespace std;int main() 
{// 数组逆置// 1、创建数组int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };cout << "数组逆置前的顺序: "<<endl;for (int i = 0; i < 5;i++){cout << arr[i] << endl;}// 2、数组逆置开始// 2.1 首先记录起始下表// 2.2 记录结束下表位置// 2.3 起始下表和结束下表的元素进行互换// 2.4 起始位置++,结束位置--// 2.5 循环执行2.1操作,直到起始位置>=结束位置int start = 0;  // 这里应该记录下表,而不应该直接记录数值
//	int temp = arr[start]; //这里就代表了将数组arr的第一个值存在了temp里 int end = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;  // 这里使用sizeof计算出了数组的总长度,然后将下表赋给end// 做一个while循环操作while(start<end){// 实现元素互换int temp = arr[start];arr[start] = arr[end];arr[end] = temp;// 实现下表更新start++;end--;}// 打印输出互换之后的数据cout << "数组逆置后的顺序:" << endl;for (int j = 0; j < 5;j++){cout << arr[j] << endl;}system("pause");return 0;
}

06-数组案例之冒泡排序

         具体代码和解释以及运行结果如下:

#include <iostream>
using namespace std;void HeadAdjust(int Array[], int k, int len) {int temp = Array[k];// 最好别用哨兵的方法,直接找一个变量存储//这里一开始让i=根节点的左孩子位置,进入循环for (int i = 2 * k; i <= len; i *= 2) {//下面的这个循环就是在做一个元素下坠的操作,首先判断左孩子(i)是否小于右孩子11//若是小于,则i++,此时i指向右孩子,若是大于,不满足,继续指向左孩子if (i < len && Array[i] < Array[i + 1]) { i++; }//这里如果节点大于左孩子或者右孩子,其实这里就比较了一个,因为左孩子和右孩子的比较//在上一步条件语句中已经执行,这里比较之后,如果满足,证明节点值大,直接退出循环即可if (temp >= Array[i]) { break; }//若是不满足,则将孩子与节点位置互换,并且同时k向前移动,占据i的位置//这里如果还没有结束,可以继续循环,此时k又变成了下一个节点,继续上述步骤else { Array[k] = Array[i]; k = i; }}//当i > len时,全部执行完毕,退出循环,此时再将在哨兵位置保存的值赋给Array[k] Array[k] = temp;
}void swap(int &a, int &b) {int temp = a;a = b;b = temp;
}void Heapsort(int Array[], int len) {for (int i = len / 2 - 1; i >= 0; i--) {HeadAdjust(Array, i, len);}//用1en-1是因为对数组来说是从0下标开始计数for (int i = len - 1; i > 0; i--) {swap(Array[i],Array[0]);//如果不封装,直接交换也可以
// 		int temp = Array[i];
// 		Array[i] = Array[0];
// 		Array[0] = temp;HeadAdjust(Array, 0, i - 1);}
}int main()
{int arr[9] = { 4,2,8,0,5,7,1,9,3 };int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); cout << "排序前数据:" << endl;for (int i = 0; i < len;i++){cout << arr[i] << " ";}cout << endl;	Heapsort(arr, len);// 排序后结果cout << "排序后数据:" << endl;for (int i = 0; i < len; i++){cout << arr[i] << " ";}cout << endl;system("pause");return 0;}

07-二维数组定义

         具体代码和解释如下:

#include<iostream>
using namespace std;int main() 
{// 二维数组定义方式/*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*///1. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];int arr[2][3];// 赋值arr[0][0] = 25; //第0行第1列的数据为25arr[0][1] = 26;arr[0][2] = 27;arr[1][0] = 28;arr[1][1] = 29;arr[1][2] = 30;// 使用嵌套循环进行打印数组// 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] << endl;
// 		}
// 	}//2. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1,数据2 } ,{数据3,数据4 } };  推荐int arr2[2][3] = { {1,2,3},{4,5,6} };  // 这样显示更加直观for (int i = 0; i < 2; i++){for (int j = 0; j < 3; j++){cout << arr2[i][j] << " ";}cout << endl;}//方式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 arr3[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 };//方式4//数据类型 数组名[][列数] = { 数据1,数据2 ,数据3,数据4 };int arr4[][3] = { 1,2,3,4,5,6 };system("pause");return 0;}

08-二维数组之数组名

         具体代码和解释如下:

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{// 二维数组名称的用途// 1、可以查看占用内存空间大小int arr[2][3] = {{1,2,3},{4,5,5}};cout << "二维数组占用内存空间:" << sizeof(arr) << endl;  // 24 6*4cout << "二维数组第一行所占内存:" << sizeof(arr[0]) << endl;   cout << "二维数组第一个元素所占内存:" << sizeof(arr[0][0]) << endl;// 通过总的二维数组所占内存空间,以及每一行所占内存空间,可以计算得到该数组共有多少行cout << "二维数组的总行数:" << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;// 通过总的二维数组每一行所占内存空间,以及每个元素所占内存空间,可以计算得到该数组每一行有多少个元素cout << "二维数组每一行元素个数或者可以说有多少列:" << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl;// 2、二位数组的首地址cout << "二维数组的首地址为:" << (int)arr << endl;cout << "二维数组第一行的首地址为:" << (int)arr[0] << endl;// 当访问具体元素的地址时,一定不要忘记加上取地址的符号cout << "二维数组第一个元素的首地址为:" << (int)&arr[0][0] << endl;cout << "二维数组第二行的首地址为:" << (int)arr[1] << endl;system("pause");return 0;}

09-二维数组案例成绩统计

         具体代码和解释如下:

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
int main()
{// 二维数组的案例-考试成绩统计int scores[3][3] ={{ 100,100,100 },{ 90, 50, 100 },{ 60, 70,  80}};string names[3] = { "张三","李四","王五" }; //这相当于又定义了一个名字的一维数组// 2、统计每个学生分数总分for (int i = 0; i < 3;i++){int sum = 0;for (int j = 0; j < 3;j++ ){sum += scores[i][j];// cout << num << " ";}cout<< names[i] <<"的总分为:"<<sum<<endl;}system("pause");return 0;}

总结

         一维数组是一列元素的集合,而二维数组是由多行多列元素组成的矩阵。在C++中,使用数组可以方便地存储和处理大量数据,同时可以通过下标访问数组元素来实现对数组的操作和处理。一维数组和二维数组是编程中常用的数据结构,它们具有各自的特点和适用场景,可以帮助程序员有效地处理各种类型的数据。

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