浅谈数组

有关数组的基本知识

1. 什么是数组？

• 数组是用来存放相同类型元素的集合。

2. 数组中的元素在内存中如何存放的？

• 数组中的元素在内存中是连续存放的，并且地址是由低到高。

3. 数组的分类

• 常见的是一维数组，二维数组。

一维数组

这里的一维的意思跟数学中的一维坐标系中的一维类似，代表的是只有一个维度的量，简单理解的话，可以把一维数组当作只有行的一串相同元素的集合。

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一维数组的创建和初始化

一维数组的创建

type array[NUM];

• array表示的是数组的名字，也就是数组名。
• []中的NUM代表的是数组中有几个元素，type代表的是数组中元素的类型。

需要注意的点

• 创建一维数组的时候，[]中的NUM得是常量才行。
• C99标准规定有边长数组的概念，即[]中的NUM也可以是变量。

一维数组的初始化

• 这里一维数组的初始化包括1.不完全初始化，完全初始化。

• • 这里以存放整型数据的一维数组为例，了解关于一维数组初始化的有关知识。

  • 1. 完全初始化，就是在创建一维数组后将数组中所有的元素全部赋值

    #include <stdio.h>
    
    int main()
    {
            
        int arr[5] = {
             1, 2, 3, 4, 5 };
        return 0;
    }
    //创建存放整型的数组arr的同时，将其全部初始化。
    

  • 2. 不完全初始化，就是在创建一维数组后，只将数组中的一部分元素赋值，剩余的部分元素的值有计算机赋值。
    • 计算机赋值时char类型初始化为`\0`，int类型初始化为整数0, 指针类型时初始化为NULL

    #include <stdio.h>
    
    int main()
    {
            
        int arr[10] = {
             0 };
        return 0;
    }
    //创建存放整型变量的数组arr, 进行不完全初始化，第一个元素人为的初始化成0，其余的元素由计算机初始化成0
    

  • 3. 注意的事项
    • 初始化的时候，不能只写大括号，大括号里面什么东西都没有。
    • 初始化的时候，初始化的值不能超过数组的元素的个数。
    • 如果是前面不指定数组的大小的时候，会根据后面初始化的内容计算处数组的大小。

一维数组在内存中的存放

想知道一维数组中的元素在内存中是如何存放的，可以通过观察每个元素的地址，从而得到完美的结论。

演示代码

#include <stdio.h>

int main()
{
    
    int arr[10] = {
     1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
    
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    for (int i = 0; i < sz; i++)
    {
    
        printf("%p\n", &arr[i]);
    }
    return 0;
}

运行截图

• 可以看出的是，整型数组，每个元素的地址相隔的是4个字节，正好是一个整型变量的大小；而且随着数组元素下标的增加，数组元素的地址是逐渐变大的，故此得出结论，数组中的元素在内存中是连续存放的！

一维数组的使用

当然，涉及到一维数组的使用就挺多的，这里博主只举出一些十分今典的题型仅供大家参考。

• 冒泡排序

之前写了一篇有关冒泡排序的博客，点击此处跳转。

• 数组名有关
• 1. sizeof(数组名)，这里的数组名代表的是整个数组，sizeof计算的是整个数组的大小，单位是字节
  2. &数组名，取出的是整个数组的地址；在大小上跟数组第一个元素的地址大小相同，但是涉及到一些操作的时候，比如说数组名加1，前者跳过的是整个数组，而后者跳过的是数组中的一个元素
  3. 数组传参，实参数组名代表的是数组首元素的地址；众所周知的是，形参不是实参，是实参的一份临时拷贝，那么在涉及数组传参的时候，定然不会将整个数组全部传递过去，因为在一定程度上导致了内存空间的浪费；那么传递的是地址的话就可以很好的解决这个问题。
• 二分查找问题

之前写了一篇有关二分查找有关的博客，点此处跳转。

二维数组

二维数组是在一维数组上多了一个维度，同样的，也可以类比数学中的二维坐标系，可以简单地说二维数组是有行和列的。

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二维数组的创建和初始化

二维数组的创建

type array[ROW][COL];

同上面的一维数组一样，这里的ROW,COL都是常量

二维数组的初始化

• 这里的初始化同样也分为1.完全初始化，2.不完全初始化。
• 初始化指的是：在创建变量或者一些东西的时候，将其赋予一些合理的值，要区分赋值。

1. 完全初始化(以整型数组为例)

int arr[3][4] = {
     1, 2, 3, 4, 2, 3, 4, 5, 3, 4, 5, 6 };

//为了让逻辑更加的清楚，可以在{}中添加合适的{}
int arr[3][4] = {
     {
     1, 2, 3, 4, }, {
     2, 3, 4, 5 }, {
    3, 4, 5, 6 }}

2. 不完全初始化

int arr[3][4] = {
     0 };
//跟一维数组相似，此处初始化二维数组时，给定了第一个元素是0，后面未初始化的内容，会根据对应元素的类型初始化成相应的值
//
//整型初始化成数字0，字符类型初始化成'\0'，指针初始化成NULL(空指针)

• 其他一些需要注意的点

• • 同一维数组相似，不能初始化的时候，大括号里什么东西都不加。
  • 不能初始化的元素超过定义的数组长度。
  • 初始化的时候，行可以省略，但是列不能够省略；因为可以根据每列多少个元素，计算机可以计算出有几行。
  • 二维数组行和列的计算

  //在一维数组中元素个数的计算如下：
  int arr[10] = {
         0 };
  //使用sizeof单目操作符进行计算
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  
  //那么在二维数组中有需要计算的。1.数组元素个数，2.行数，3.列数
  int arr[3][4] = {
         0 };
  
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0][0]);//元素个数 = 整个数组的大小 / 数组中每个元素的大小
  int row = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//行数 = 整个数组的大小 / 数组每行的大小
  int col = sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]);//列数 = 数组每行的大小 / 数组中每个元素的大小
  

二维数组在内存中的存放

这里以 int arr[3][4]; 为例

int arr[3][4] = {
     {
     1, 2, 3, 4 }, {
     2, 3, 4, 5 }, {
     3, 4, 5, 6 } };

//如果把数组arr当作是有行和列的，则可以认为它是如下存放的

// 1 2 3 4
// 2 3 4 5
// 3 4 5 6

当然，我们也可以打印出数组中每个元素的地址，来找寻规律

#include <stdio.h>

int main()
{
    
    int arr[3][4] = {
     1, 2, 3, 4, 2, 3, 4, 5, 3, 4, 5, 6 };
    
    int row = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int col = sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]);
    
    for (int i = 0; i < row; i++)
    {
    
        for (int j = 0; j < col; j++)
        {
    
            printf("&arr[%d][%d] = %p\n", i, j, &arr[i][j]);
        }
    }
    return 0;
}

运行截图

• 可以看出，每两个相邻元素相差的字节数正好是一个整型，故二维数组中的元素在内存中也是连续存放的。
• 我们理解的时候，可以将二维数组理解成为是有行和列的，但是，实际在内存中，存放的方式还是和一维数组一样。

二维数组的地址

定义一个二维数组

int arr[3][4] = { 0 };

不考虑两种特殊情况，&数组名跟sizeof数组名,一维数组中数组名代表的是数组首元素的地址

• 这里可以将二维数组理解成为数组的数组，也就是说，把二维数组的行看成是一维数组中的一个元素，其中的每个元素又都是一个一维数组；这里arr代表的是二维数组首元素的地址，但是现在的首元素不再是一个简单的整型数据，而是4个整型元素组成的一维数组。
• arr[1], arr[2], arr[3], arr[4]，相当于一维数组名，也就是一维数组首元素的地址。这里的arr[0]等价于&arr[0][0],其他同理。

二维数组的使用

• 扫雷游戏的实现
• 三子棋游戏的实现