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[C++知识库]C语言学习笔记——Day 04 数组

一、一维数组的创建和初始化

1、什么是数组:

数组是一组相同类型元素的集合。

2、数组的创建方式:

type_t arr_name [const_n];
//type_t 是指数组的元素类型
//const_n 是一个常量表达式,用来指定数组的大小。

//数组创建实例:

//代码1
int arr1[10];

//代码2
int count = 10;
int arr2[count];

//代码3
char arr3[10];
float arr4[20];
double arr5[30];

?注:数组的创建,?[] 中要给一个常量才可以,不能使用变量。

3、数组的初始化:

数组的初始化是指,在创建数组的同时给数组的内容一些合理初始值(初始化)。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    int arr1[10] = {1,2,3};//不完全初始化,剩下的元素默认初始化为0
    char arr2[5] = {'a', 'b'};//'a','b','0','0','0'
    char arr3[5] = "ab";//'a','b','\0','0','0'
    char arr4[] = "abcdef";//'a','b','c','d','e','f','\0'
    printf("%d\n",sizeof(arr4));
    printf("%d\n",strlen(arr4));
    return 0;
}

程序运行结果:

??strlen和sizeof的区别:

①strlen是求字符串的长度,它只能是针对字符串长度。strlen是库函数,使用时必须使用头文件。
②sizeof用于计算变量,数组、类型的大小。单位是字节,sizeof是操作符。

二、一维数组的使用

对于数组的使用我们之前介绍了一个操作符: [] ,下标引用操作符。它其实就数组访问的操作符。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char arr[] = "abcdef";
    int i = 0;
    for(i = 0;i<strlen(arr);i++)
    {
        printf("%c ",arr[i]);
    }
    printf("\n");
    int arr1[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int sz =sizeof(arr1)/sizeof(arr1[0]);
    int j = 0;
    for(j = 0;j<sz;j++)
    {
        printf("%d ",arr1[j]);
    }
    return 0;
}

?程序运行结果:

总结:
① 数组是使用下标来访问的,下标是从0开始。
② 数组的大小可以通过计算得到。

三、一维数组在内存中的存储

通过编写程序获得一个数组在内存中的地址。

#include <stdio.h>

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

? 程序运行结果:

仔细观察输出的结果,我们知道,随着数组下标的增长,元素的地址,也在有规律的递增。
由此可以得出结论:数组在内存中是连续存放的。

四、 二维数组的创建,初始化和使用

1、二维数组的创建:

//数组创建
int arr1[3][4];
char arr2[3][4];
double arr3[3][4];
float arr4[3][4];

?2、二维数组的初始化:

//二维数组的初始化
int arr[3][4] = {1,2,3,4};
int arr[3][4] = {{1,2},{3,4}};
int arr[][4] = {{2,3},{4,5}};

?3、二维数组的使用:

二维数组的使用也是通过下标的方式。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int arr[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8};//三行四列数组
    int i = 0,j = 0;
    for(i = 0;i<3;i++)
    {
        for(j = 0;j<4;j++)
        {
            printf("arr[%d][%d] = %d\t",i,j,arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

?程序运行结果:

?五、二维数组在内存中的存储

打印二维数组的每个元素。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int arr[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8};//三行四列数组
    int i = 0,j = 0;
    for(i = 0;i<3;i++)
    {
        for(j = 0;j<4;j++)
        {
            printf("arr[%d][%d] = %d\t",i,j,arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    for(i = 0;i<3;i++)
    {
        for(j = 0;j<4;j++)
        {
            printf("arr[%d][%d] = %p\t",i,j,&arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

?程序运行结果:

?通过结果我们可以分析到,其实二维数组在内存中也是连续存储的。

?六、数组越界

数组的下标是有范围限制的。
数组的下规定是从0开始的,如果输入有n个元素,最后一个元素的下标就是n-1。
所以数组的下标如果小于0,或者大于n-1,就是数组越界访问了,超出了数组合法空间的访问。
C语言本身是不做数组下标的越界检查,编译器也不一定报错,但是编译器不报错,并不意味着程序就
是正确的,所以程序员写代码时,最好自己做越界的检查。

八、数组作为函数参数

往往我们在写代码的时候,会将数组作为参数传个函数。

比如:我要实现一个冒泡排序函数将一个整形数组排序。

//冒泡排序
#include <stdio.h>

int bubble_sort(int arr[],int sz)
{
    //确定冒泡排序的趟数
    int i = 0;
    for(i = 0;i<sz-1;i++)
    {
        //每一趟冒泡排序
        int j = 0;
        for(j = 0;j<sz-i;j++)
        {
            if(arr[j] > arr[j+1])
            {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
            }
        }
    }
    return arr;
}
int main()
{
    int arr[] = {5,7,3,9,1,4,8,2,6};
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    //对数组arr进行升序排列
    bubble_sort(arr,sz);//冒泡排序函数
    int i = 0;
    for(i = 0;i<sz;i++)
    {
        printf("%d ",arr[i]);
    }
    return 0;
}

程序运行结果:

?优化:

//冒泡排序
#include <stdio.h>

int bubble_sort(int arr[],int sz)
{
    //确定冒泡排序的趟数
    int i = 0;
    for(i = 0;i<sz-1;i++)
    {
        //每一趟冒泡排序
        int flag = 1;
        int j = 0;
        for(j = 0;j<sz-i;j++)
        {
            if(arr[j] > arr[j+1])
            {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
                flag = 0;
            }
        }
    if(flag == 1)
    {
        break;
    }
    }
    return arr;
}
int main()
{
    int arr[] = {5,7,3,9,1,4,8,2,6};
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    //对数组arr进行升序排列
    bubble_sort(arr,sz);//冒泡排序函数
    int i = 0;
    for(i = 0;i<sz;i++)
    {
        printf("%d ",arr[i]);
    }
    return 0;
}

程序运行结果:

?数组名是什么?

数组名是数组首元素的地址。(有两个例外:?sizeof(数组名),&数组名)

//数组名
#include <stdio.h>

int main()
{
    int arr[10] = {1,2,3,4,5};
    printf("%p\n",arr);
    printf("%p\n",&arr[0]);
    printf("%d\n",*arr);//对数组名解引用,看结果是否是arr的首元素
    printf("%d\n",sizeof(arr));//sizeof内部单独放一个数组名,数组名表示整个数组。
    printf("%p\n",&arr);//取出的是整个数组的地址。&数组名,数组名表示整个数组。
    return 0;
}

程序运行结果:

1. sizeof(数组名),计算整个数组的大小,sizeof内部单独放一个数组名,数组名表示整个数组。
2. &数组名,取出的是数组的地址。&数组名,数组名表示整个数组。

arr+1表示第二个元素的地址,等效于arr[0]+1;而&arr+1表示arr最后一个元素后接着的那个地址,arr+1表示跳过整个数组,得到整个数组结束后所接着的地址。

九、数组的应用实例1:三子棋

三子棋游戏程序代码:

//三子棋游戏
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define ROW 3
#define COL 3

void menu()
{
    printf("------------------------------\n");
    printf("----------1.开始游戏----------\n");
    printf("----------2.退    出----------\n");
    printf("------------------------------\n");
    return 0;
}

//初始化棋盘
void InitBoard(char board[ROW][COL],int row,int col)
{
    int i = 0,j = 0;
    for(i = 0;i<row;i++)
    {
        for(j = 0;j<col;j++)
        {
            board[i][j] = ' ';//将数组内的每个元素改写为空格
        }
    }
    return 0;
}

//打印棋盘
void Display(char board[ROW][COL],int row,int col)
{
    int i = 0,j = 0;
    for(i = 0;i<row;i++)
    {
        //打印数组行数据
        for(j = 0;j<col;j++)
        {
            if(j<col-1)
            {
                printf(" %c |",board[i][j]);
            }
            else
            {
                printf(" %c \n",board[i][j]);
            }
        }
        //打印分割行
        if(i<row-1)
        {
            int n;
            for(n = 0;n<row;n++)
            {
                if(n<row-1)
                {
                    printf("---|");
                }
                else
                {
                    printf("---\n");
                }
            }
        }
    }
    return 0;
}

void Player(char board[ROW][COL],int row,int col)
{
    int x = 0,y = 0;
    printf("玩家:\n");
    printf("请输入棋子的坐标:");
    again:
        scanf("%d%d",&x,&y);
    if(x>=1 && x<=row && y>=1 && y<=col)
    {
        if(board[x-1][y-1] == ' ')
        {
            board[x-1][y-1] = '*';
        }
        else
        {
            printf("该坐标已被占用!请重新输入:");
            goto again;
        }
    }
    else
    {
        printf("您输入的坐标超出棋盘,请重新输入:");
        goto again;
    }
    return 0;
}

Computer(char board[ROW][COL],int row,int col)
{
    int x = 0,y = 0;
    printf("电脑:\n");
    while(1)
    {
        x = rand()%row;
        y = rand()%row;
        if(board[x][y] == ' ')
        {
            board[x][y] = '#';
            break;
        }
    }
    return 0;
}

int IsFull(char board[ROW][COL],int row,int col)
{
    int i= 0,j = 0;
    for(i = 0;i<row;i++)
    {
        for(j = 0;j<col;j++)
        {
            //棋盘没满
            if(board[i][j] == ' ')
            {
                return 0;
            }
        }
    }
    //棋盘满了
    return 1;
}

char IsWin(char board[ROW][COL],int row,int col)
{
    int i;
    //玩家赢或者电脑赢
    for(i = 0;i<row;i++)
    {
        //横三行
        if(board[i][0] == board[i][1] && board[i][0] == board[i][2] && board[i][0] != ' ')
        {
            return board[i][0];
        }
        //竖三列
        else if(board[0][i] == board[1][i] && board[0][i] == board[2][i] && board[0][i] != ' ')
        {
            return board[0][i];
        }
        //对角线
        else if((board[1][1] == board[0][0] && board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] != ' ') || (board[1][1] == board[0][2] && board[1][1] == board[2][0] && board[1][1] != ' '))
        {
            return board[1][1];
        }
    }
    //平局
    if(1 == IsFull(board,ROW,COL))
    {
        return 'Q';
    }
    //继续
    return 'C';
}

//启动游戏
void game()
{
    //定义一个数组存放玩家出棋的数据
    char board[ROW][COL] = {0};
    //初始化棋盘
    InitBoard(board,ROW,COL);
    //打印棋盘
    Display(board,ROW,COL);
    //下棋
    while(1)
    {
        //玩家
        Player(board,ROW,COL);
        //打印棋盘
        Display(board,ROW,COL);
        //判断谁赢了
        if(IsWin(board,ROW,COL) == '*')
        {
            printf("恭喜你,你赢了!\n");
            break;
        }
        else if(IsWin(board,ROW,COL) == 'Q')
        {
            printf("平局!\n");
            break;
        }
        //电脑
        Computer(board,ROW,COL);
        //打印棋盘
        Display(board,ROW,COL);
        if(IsWin(board,ROW,COL) == '#')
        {
            printf("很遗憾,你输了!\n");
            break;
        }
//        else if(IsWin(board,ROW,COL) == 'Q')
//        {
//            printf("平局!\n");
//            break;
//        }
    }
    return 0;
}

void test()
{
    int input = 0;
    srand((unsigned int)time(NULL));
    do
    {
        menu();
        printf("请选择;");
        scanf("%d",&input);
        switch(input)
        {
        case 1:
            printf("游戏开始\n");
            game();//调用game函数,启动游戏
            break;
        case 2:
            printf("退出游戏\n");
            input = 0;
            break;
        default:
            printf("输入有误,请重新输入!\n");
            break;
        }
    }while(input);
    return 0;
}

int main()
{
    test();
    return 0;
}

程序运行结果:

十、数组的应用实例2:扫雷游戏

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