C语言教学课件之数组

语言中的数组C数组是语言中最基础和重要的数据结构之一它能够高效地存储和操作相同类C型的数据元素无论是一维数组还是多维数组都为语言提供了强大的数据存储,C和处理能力什么是数组？定义特点应用场景局限性数组是一种数据结构用于以数组提供了高效的数据存储和数组广泛应用于各种编程任数组大小是固定的无法动态,,有序的方式存储一系列相同类访问使得处理大量数据变得务如存储用户信息、保存矩调整如果需要频繁增删元,,型的元素它们具有固定的长更加方便它们可以存储任何阵数据、实现算法等它们为素数组可能不是最佳选择此,,度并通过索引进行访问基本数据类型如整数、浮点程序员提供了灵活和强大的数时链表等其他数据结构更合,,数或字符据存储工具适数组的定义数据结构数组是一种基本的数据结构它由一组相同数据类型的元素组成,元素集合数组中的元素按照一定次序排列通过索引可以访问任意元素,存储方式数组元素在内存中连续存储可以有效利用内存空间,数组的声明数组类型1定义数组时需要指定其元素的数据类型数组名称2数组需要有一个独特的名称来标识它数组大小3必须在定义时指定数组的大小元素个数在语言中，声明数组需要包含三个基本要素数组类型、数组名称和数组大小这三个要素共同定义了一个数组的结构和特性数组大C:小决定了数组中可以存储的元素个数声明数组时必须事先确定好数组的大小，以便系统分配合适的内存空间一维数组一维数组是最基本的数组形式它由一个线性排列的数据元素组成可以使用单个,,下标来访问每个元素了解一维数组的声明、初始化和访问方法是掌握数组编程的基础一维数组的初始化声明并赋值通过在声明时赋予初始值来初始化一维数组遍历赋值使用循环语句逐个为数组元素赋值部分赋值可以只为数组的部分元素赋值，未赋值的元素将自动初始化为0一维数组的访问下标访问1一维数组的元素通过索引下标来访问，下标从开始如、0a

[0]、等a

[1]a[i]边界检查2在访问数组元素时需要注意下标范围，防止越界访问下标不能小于或大于等于数组长度0指针访问3可以使用指针变量来访问数组元素，通过指针加偏移量来间接访问如、等*a*a+i一维数组的遍历顺序遍历1使用循环从头到尾依次访问数组元素for逆序遍历2使用循环从尾到头依次访问数组元素for随机遍历3使用随机数产生的索引值访问数组元素遍历一维数组是最常见的操作之一我们可以采用不同的遍历方式如顺序遍历、逆序遍历和随机遍历以满足不同的需求在实际开发中,,,选择合适的遍历方式可以提高代码的效率和可读性一维数组的常见操作访问元素获取长度通过下标索引可以快速访问数组中的特定元素，支持读取和赋值操使用运算符可以获取数组的总长度，非常方便统计数组元素sizeof作的个数遍历数组搜索元素循环是最常用的遍历一维数组的方法，可以依次访问每个元素可以使用顺序查找或二分查找等算法在数组中搜索特定元素for二维数组二维数组是一种更复杂的数组结构它由多个一维数组组成可以视为一个表格或,,矩阵二维数组提供了更丰富的数据表达方式在很多应用场景中发挥重要作,用二维数组的定义多维数组概述二维数组结构二维数组应用二维数组是一种特殊的多维数组它由多行二维数组可以想象成一张表格由行和列组二维数组广泛应用于矩阵运算、图像处理、,,多列组成可以沿着两个独立的维度访问和成每个元素都有独特的行列索引值棋类游戏等场景是一种非常实用和灵活的,,,操作数据数据结构二维数组的声明数据类型1二维数组的数据类型可以是任意基本数据类型或自定义数据类型行列声明2二维数组的行数和列数必须在声明时指定声明格式3数据类型数组名行数列数[][]二维数组的声明需要指定数据类型、行数和列数行数和列数在声明时必须确定，可以是常量或变量声明格式为数据类型数组名行[数列数][]二维数组的初始化静态初始化1在声明时直接赋值动态初始化2使用循环逐个赋值混合初始化3部分元素直接赋值部分通过循环赋值,二维数组的初始化方法有多种包括静态初始化、动态初始化以及混合初始化等静态初始化是在声明数组时直接赋值动态初始化是通过,,循环语句逐个赋值混合初始化则是将两种方法结合使用选择合适的初始化方式取决于具体的应用场景和需求,二维数组的访问按行访问1通过使用双重循环可以按行顺序访问二维数组的每个元素外层循环控制行，内层循环控制列按列访问2二维数组也可以按列顺序访问，只需要交换外层和内层循环的顺序即可随机访问3利用数组元素的下标可以直接访问二维数组中的任意一个元素，这称为随机访问二维数组的遍历逐行遍历使用嵌套循环，第一层遍历行，第二层遍历列，依次访问每个元素逐列遍历同样使用嵌套循环，第一层遍历列，第二层遍历行，依次访问每个元素对角线遍历从左上到右下或从右上到左下，沿对角线的方向逐个访问元素字形遍历Z先从左到右遍历第一行，然后从右到左遍历第二行，重复这种字形遍历Z二维数组的常见操作元素访问赋值与修改12通过行列坐标可以快速访问二可以直接给二维数组的单个元维数组中的任意元素素赋值或进行修改二维数组遍历行列求和34使用嵌套循环可以实现对整个可以分别计算二维数组的行和二维数组的遍历列的总和数组与指针掌握数组与指针的关系有助于更深入理解数组的工作原理提高编程能力,,指针访问数组元素指针与数组元素1数组元素的地址可以存储在指针变量中，这样就可以使用指针来访问和操作数组元素指针运算与数组元素2对指针进行加减运算可以移动到数组的下一个或上一个元素位置优势与应用3使用指针可以简化数组的遍历和操作，提高代码的灵活性和效率这在很多数组应用场景中都有体现数组作为函数参数数组名传参1将数组名作为参数传递给函数数组长度传参2将数组长度作为参数传递给函数指针传参3将数组首地址作为指针传递给函数在语言中，我们可以将数组作为参数传递给函数这种方式有三种）传递数组名，）传递数组长度，）传递数组首地址作为指针C123通过这些方式，函数可以访问和操作数组元素合理使用数组作为参数可以提高代码的灵活性和复用性数组排序数组排序是一种常见的编程问题它涉及到对数组元素进行重新排列以满足特定,的顺序要求这个过程可以提高程序的效率和可读性同时也为更复杂的算法奠,定了基础常见数组排序算法冒泡排序选择排序通过重复比较相邻元素并交换，将最每次找到未排序部分的最小值，并与大元素冒泡到数组末尾简单易之交换算法简单，但时间复杂度较懂，但效率较低高插入排序快速排序将未排序的元素插入到已排序的合适通过选择一个基准元素，将数组划分位置对于少量元素的排序很高效，为两个部分，然后递归地排序两个部但对于大量元素效率较低分高效且广泛使用冒泡排序比较相邻元素1从第一个元素开始，依次比较相邻的两个元素交换位置2如果顺序不对，就交换它们的位置遍历一轮3对整个数组重复上述步骤，直到一轮结束重复遍历4对数组重复上述步骤，直到整个数组有序冒泡排序是一种简单直观的排序算法它通过不断交换相邻元素的位置，使较大的元素逐步浮到数列的末端，从而达到排序的目的它的时间复杂度为，适用于小规模数据的排序On^2选择排序找到最小元素在未排序的数组中找到最小的元素与第一个元素交换将找到的最小元素与数组的第一个元素交换位置重复操作对未排序的剩余元素重复上述步骤，直到数组完全有序插入排序遍历数组1逐个遍历数组元素寻找插入位置2与前一个元素比较找到插入点插入元素3将当前元素插入到正确位置重复步骤4直到数组全部排序完成插入排序是一种简单直观的排序算法它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入插入排序的时间复杂度为，是一种稳定的排序算法On^2快速排序选择枢轴1从数组中选择一个元素作为枢轴将其他元素分为大于和小于枢,轴的两部分递归划分2分别递归对小于枢轴和大于枢轴的两部分进行排序合并结果3最终将两部分有序的子数组合并成一个有序的数组归并排序合并有序子数组1将两个有序子数组合并成一个更大的有序数组分解数组2将数组不断地划分为更小的子数组递归处理3递归地对子数组进行归并排序归并排序是一种经典的分治算法它通过将数组不断地划分为更小的子数组然后对这些子数组进行排序并合并的方式最终得到一个有序的,,,数组这种递归的方式可以有效地利用分治的思想确保最终结果是有序的,数组的应用案例数组是编程中广泛应用的数据结构之一它可以用于存储和处理大量相关数据,在各种应用场景中都扮演重要角色从存储用户信息到实现复杂算法数组的应,用案例可谓十分丰富例如在建立学生成绩管理系统时可以使用数组存储每个学生的分数信息在开发,,;数独游戏时可以利用二维数组表示游戏棋盘在实现快速排序算法时数组更是不,;,可或缺的基础数据结构数组的灵活性和高效性令其成为语言编程的重要基C石结语通过这次课程您已经掌握了语言中数组的基本概念与应用从一维数组到二维,C数组从基础操作到常见算法您已经全面了解了数组的各种用法希望这些知识,,对您未来的语言编程能有所帮助我们将继续深入探讨更多语言的精彩内容C C,敬请期待!。