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💗系列专栏: 【C语言详解】 【数据结构详解】
二维数组
1、二维数组的创建
1.1、二维数组的概念
1.2、⼆维数组的创建
2、二维数组的初始化
2.1、不完全初始化
2.2、完全初始化
2.3、按照行初始化
2.4、初始化时省略行,但是不能省略列
3、⼆维数组的使用
3.1、⼆维数组的下标
3.2、⼆维数组的输入和输出
4、⼆维数组在内存中的存储
5、C99中的变长数组
6、数组练习
总结
1、二维数组的创建
1.1、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。
1.2、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];| | | || | | |
类型名 数组名 行数 列数
例如:
int arr[3][5];
double data[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。
2、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。
2.1、不完全初始化
int arr1[3][5] = {1,2};
int arr2[3][5] = {0};
2.2、完全初始化
int arr3[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};
2.3、按照行初始化
int arr4[3][5] = {{1,2},{3,4},{5,6}};
2.4、初始化时省略行,但是不能省略列
int arr5[][5] = {1,2,3};
int arr6[][5] = {1,2,3,4,5,6,7};
int arr7[][5] = {{1,2}, {3,4}, {5,6}};
3、 ⼆维数组的使用
3.1、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:
int arr[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};
此处也可以用大括号将一行的数值用大括号括起来,这样更容易理解。
#include <stdio.h>
int main()
{int arr[3][5] = { {1,2,3,4,5}, {2,3,4,5,6} ,{3,4,5,6,7} };//大括号形式printf("%d\n", arr[2][4]);return 0;
}
二维数组中括号的第一个表示行号,第二个表示列号,比如,我们说:第2行,第4列,快速就能定位出7。
#include <stdio.h>
int main()
{int arr[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};printf("%d\n", arr[2][4]);return 0;
}
输出的结果如下:
3.2、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。
#include <stdio.h>
int main()
{int arr[3][5] = {0};//初始化,全部初始化为0int i = 0;//遍历行//输入for (i = 0; i < 3; i++) //产生行号{int j = 0;for (j = 0; j < 5; j++) //产生列号{scanf("%d", &arr[i][j]); //输入数据}}//输出for (i = 0; i < 3; i++) //产生行号{int j = 0;for (j = 0; j < 5; j++) //产生列号{printf("%d ", arr[i][j]); //输出数据}printf("\n");}return 0;
}
输入和输出的结果:
4、 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:
#include <stdio.h>
int main()
{int arr[3][5] = { 0 };int i = 0;int j = 0;for (i = 0; i < 3; i++){for (j = 0; j < 5; j++){printf("&arr[%d][%d] = %p\n", i, j, &arr[i][j]);}}return 0;
}
输出的结果:
从输出的结果来看,每⼀行内部的每个元素都是相邻的,地址之间相差4个字节,跨行位置处的两个元素(如:arr[0][4]和arr[1][0])之间也是差4个字节,所以⼆维数组中的每个元素都是连续存放的。
如下图所示:
了解清楚⼆维数组在内存中的布局,有利于我们后期使用指针来访问数组的学习。
5、C99中的变长数组
在C99标准之前,C语言在创建数组的时候,数组大小的指定只能使用常量、常量表达式,或者如果我们初始化数据的话,可以省略数组大小。
如:
int arr1[10];//数组大小为常量
int arr2[3+5];//数组大小为常量表达式
int arr3[] = {1,2,3};//不指定数组大小
这样的语法限制,让我们创建数组就不够灵活,有时候数组大了浪费空间,有时候数组又小了不够用的。
C99中给⼀个变长数组(variable-length array,简称 VLA)的新特性,允许我们可以使用变量指定数组大小。
请看下面的代码:
int n = a+b;
int arr[n];//变量指定数组大小
上面示例中,数组 arr 就是变长数组,因为它的长度取决于变量 n 的值,编译器没法事先确定,只有运行时才能知道 n 是多少。
变长数组的根本特征,就是数组长度只有运行时才能确定,所以变长数组不能初始化。
它的好处是程序员不必在开发时,随意为数组指定⼀个估计的长度,程序可以在运行时为数组分配精确的长度。有⼀个比较迷惑的点,变长数组的意思是数组的大小是可以使用变量来指定的,在程序运行的时候,根据变量的大小来指定数组的元素个数,而不是说数组的大小是可变的。数组的大小⼀旦确定就不能再变化了。
遗憾的是在VS2022上,虽然支持大部分C99的语法,没有支持C99中的变长数组,没法测试;下面是在gcc编译器上测试,可以看⼀下
#include <stdio.h>
int main()
{int n = 0;scanf("%d", &n);//根据输⼊数值确定数组的⼤⼩int arr[n];int i = 0;for (i = 0; i < n; i++){scanf("%d", &arr[i]);}for (i = 0; i < n; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}
第⼀次测试,我给n中输⼊5,然后输⼊5个数字在数组中,并正常输出
第⼆次测试,我给n中输⼊10,然后输⼊10个数字在数组中,并正常输出
6、数组练习
练习1:多个字符从两端移动,向中间汇聚
编写代码,演示多个字符从两端移动,向中间汇聚
思想:
第一步把arr1头尾的字符拷贝到arr2头尾的位置,然后将arr2打印。
第二步把arr1第二个和倒数第二个位置字符拷贝arr2第二个和倒数第二个位置,然后打印arr2。
.....
用left控制左边下标,right控制右边下标。第一次拷贝完之后则left++,right--,直到左边定义的left > right则停止循环,即left<=right进入循环。
#include <stdio.h>
int main()
{char arr1[] = "welcome to bit...";char arr2[] = "#################";int left = 0;int right = strlen(arr1)-1;printf("%s\n", arr2);while(left<=right){Sleep(1000);arr2[left] = arr1[left];arr2[right] = arr1[right];left++;right--;printf("%s\n", arr2);}retutn 0;
}
练习2:⼆分查找(前提为有序)
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1,2,3,4...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。
思想:
第一次找中间位置,如果大于中间这个位置的值,则中间位置的下一个为第二次查找的左下标。如果小于中间这个位置的值,则中间位置前一个为第二次查找的右下标。
#include <stdio.h>
int main()
{int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};int left = 0;int right = sizeof(arr)/sizeof(arr[0])-1;int key = 7;//要找的数字int mid = 0;//记录中间元素的下标int find = 0;while(left<=right){mid = (left+right)/2;//初始中间值if(arr[mid]>key){right = mid-1;}else if(arr[mid] < key){left = mid+1;}else{find = 1;break;}}if(1 == find )printf("找到了,下标是%d\n", mid);elseprintf("找不到\n");
}
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(left和right相加时超过该类型最大值),可以使用下面的方式:
mid = left+(right-left)/2;
总结
本篇博客就结束啦,谢谢大家的观看,如果公主少年们有好的建议可以留言喔,谢谢大家啦!