江哥带你玩转C语言| 12 -二维数组和字符串

二维数组

所谓二维数组就是一个一维数组的每个元素又被声明为一维数组,从而构成二维数组. 可以说二维数组是特殊的一维数组。
示例:
- int a[2][3] = { {80,75,92}, {61,65,71}};
- 可以看作由一维数组a[0]和一维数组a[1]组成，这两个一维数组都包含了3个int类型的元素

二维数组的定义

格式:
- 数据类型数组名[一维数组的个数][一维数组的元素个数]
- 其中"一维数组的个数"表示当前二维数组中包含多少个一维数组
- 其中"一维数组的元素个数"表示当前前二维数组中每个一维数组元素的个数

二维数组的初始化

二维数的初始化可分为两种:
- 定义的同时初始化
- 先定义后初始化
定义的同时初始化

int a[2][3]={ {80,75,92}, {61,65,71}};

先定义后初始化

int a[2][3];
a[0][0] = 80;
a[0][1] = 75;
a[0][2] = 92;
a[1][0] = 61;
a[1][1] = 65;
a[1][2] = 71;

按行分段赋值

int a[2][3]={ {80,75,92}, {61,65,71}};

按行连续赋值

int a[2][3]={ 80,75,92,61,65,71};

其它写法
- 完全初始化,可以省略第一维的长度

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

部分初始化,可以省略第一维的长度

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

注意: 有些人可能想不明白，为什么可以省略行数，但不可以省略列数。也有人可能会问，可不可以只指定行数，但是省略列数？其实这个问题很简单，如果我们这样写：
int a[2][] = {1, 2, 3, 4, 5, 6}; // 错误写法
大家都知道，二维数组会先存放第1行的元素，由于不确定列数，也就是不确定第1行要存放多少个元素，所以这里会产生很多种情况，可能1、2是属于第1行的，也可能1、2、3、4是第一行的，甚至1、2、3、4、5、6全部都是属于第1行的

指定元素的初始化

int a[2][3]={[1][2]=10};
int a[2][3]={[1]={1,2,3}}

二维数组的应用场景

二维数组的遍历和存储

1.二维数组的遍历

二维数组a[3][4],可分解为三个一维数组,其数组名分别为:
- 这三个一维数组都有4个元素,例如:一维数组a[0]的元素为a[0][0],a[0][1],a[0][2],a[0][3]。
- 所以遍历二维数组无非就是先取出二维数组中得一维数组, 然后再从一维数组中取出每个元素的值
示例

    char cs[2][3] = {{'a', 'b', 'c'},{'d', 'e', 'f'}};printf("%c", cs[0][0]);// 第一个[0]取出一维数组, 第二个[0]取出一维数组中对应的元素

    char cs[2][3] = {{'a', 'b', 'c'},{'d', 'e', 'f'}};for (int i = 0; i < 2; i++) { // 外循环取出一维数组// ifor (int j = 0; j < 3; j++) {// 内循环取出一维数组的每个元素printf("%c", cs[i][j]);}printf("\n");}

注意: 必须强调的是,a[0],a[1],a[2]不能当作下标变量使用,它们是数组名,不是一个单纯的下标变量

二维数组的存储

和以为数组一样
- 给数组分配存储空间从内存地址大开始分配
- 给数组元素分配空间, 从所占用内存地址小的开始分配
- 往每个元素中存储数据从高地址开始存储

#include <stdio.h>
int main()
{char cs[2][3] = {{'a', 'b', 'c'},{'d', 'e', 'f'}};// cs == &cs == &cs[0] == &cs[0][0]printf("cs = %p\n", cs);                // 0060FEAAprintf("&cs = %p\n", &cs);              // 0060FEAAprintf("&cs[0] = %p\n", &cs[0]);        // 0060FEAAprintf("&cs[0][0] = %p\n", &cs[0][0]);  // 0060FEAAreturn 0;
}

二维数组与函数

值传递

#include <stdio.h>// 和一位数组一样, 只看形参是基本类型还是数组类型
// 如果是基本类型在函数中修改形参不会影响实参
void change(char ch){ch = 'n';
}
int main()
{char cs[2][3] = {{'a', 'b', 'c'},{'d', 'e', 'f'}};printf("cs[0][0] = %c\n", cs[0][0]); // achange(cs[0][0]);printf("cs[0][0] = %c\n", cs[0][0]); // areturn 0;
}

地址传递

#include <stdio.h>// 和一位数组一样, 只看形参是基本类型还是数组类型
// 如果是数组类型在函数中修改形参会影响实参
void change(char ch[]){ch[0] = 'n';
}
int main()
{char cs[2][3] = {{'a', 'b', 'c'},{'d', 'e', 'f'}};printf("cs[0][0] = %c\n", cs[0][0]); // achange(cs[0]);printf("cs[0][0] = %c\n", cs[0][0]); // nreturn 0;
}

#include <stdio.h>// 和一位数组一样, 只看形参是基本类型还是数组类型
// 如果是数组类型在函数中修改形参会影响实参
void change(char ch[][3]){ch[0][0] = 'n';
}
int main()
{char cs[2][3] = {{'a', 'b', 'c'},{'d', 'e', 'f'}};printf("cs[0][0] = %c\n", cs[0][0]); // achange(cs);printf("cs[0][0] = %c\n", cs[0][0]); // nreturn 0;
}

二维数组作为函数参数注意点

形参错误写法

void test(char cs[2][]) // 错误写法
{printf("我被执行了\n");
}void test(char cs[2][3]) // 正确写法
{printf("我被执行了\n");
}void test(char cs[][3]) // 正确写法
{printf("我被执行了\n");
}

二维数组作为函数参数，在被调函数中不能获得其有多少行，需要通过参数传入

void test(char cs[2][3])
{int row = sizeof(cs); // 输出4或8printf("row = %zu\n", row);
}

二维数组作为函数参数，在被调函数中可以计算出二维数组有多少列

void test(char cs[2][3])
{size_t col = sizeof(cs[0]); // 输出3printf("col = %zd\n", col);
}

作业

玩家通过键盘录入 w,s,a,d控制小人向不同方向移动,其中w代表向上移动,s代表向下移动,a代表向左移动,d 代表向右移动,当小人移动到出口位置,玩家胜利
思路:
1.定义二维数组存放地图

     #######O ## ## ##  # ###   #######

2.规定地图的方向
3.编写程序控制方向
- 当输入w或者W, 小人向上移动. x-1
- 当输入s 或者S, 小人向下. x+1
- 当输入a或者A, 小人向左. y-1
- 当输入d或者D, 小人向右. y+1
4.移动小人
- 用变量记录小人当前的位置
  - 1)如果小人将要移动的位置是墙,则无法移动
  - 2)如果小人将要移动的位置是路,则可以移动
5.判断是否走出迷宫

字符串的基本概念

字符串是位于双引号中的字符序列
- 在内存中以“\0”结束,所占字节比实际多一个

字符串的初始化

在C语言中没有专门的字符串变量,通常用一个字符数组来存放一个字符串。
- 当把一个字符串存入一个数组时,会把结束符‘\0’存入数组,并以此作为该字符串是否结束的标志。
- 有了‘\0’标志后,就不必再用字符数组的长度来判断字符串的长度了
初始化

    char name[9] = "lnj"; //在内存中以“\0”结束， \0ASCII码值是0char name1[9] = {'l','n','j','\0'};char name2[9] = {'l','n','j',0};// 当数组元素个数大于存储字符内容时, 未被初始化的部分默认值是0, 所以下面也可以看做是一个字符串char name3[9] = {'l','n','j'};

错误的初始化方式

    //省略元素个数时, 不能省略末尾的\n// 不正确地写法，结尾没有\0 ，只是普通的字符数组char name4[] = {'l','n','j'};//   "中间不能包含\0", 因为\0是字符串的结束标志//    \0的作用：字符串结束的标志char name[] = "c\0ool";printf("name = %s\n",name);
输出结果: c

字符串输出

如果字符数组中存储的是一个字符串, 那么字符数组的输入输出将变得简单方便。
- 不必使用循环语句逐个地输入输出每个字符
- 可以使用printf函数和scanf函数一次性输出输入一个字符数组中的字符串
使用的格式字符串为“%s”,表示输入、输出的是一个字符串字符串的输出

输出
- %s的本质就是根据传入的name的地址逐个去取数组中的元素然后输出，直到遇到\0位置

char chs[] = "lnj";
printf("%s\n", chs);

注意点:
- \0引发的脏读问题

char name[] = {'c', 'o', 'o', 'l' , '\0'};
char name2[] = {'l', 'n', 'j'};
printf("name2 = %s\n", name2); // 输出结果: lnjcool

输入

char ch[10];
scanf("%s",ch);

注意点:
- 对一个字符串数组, 如果不做初始化赋值, 必须指定数组长度
- ch最多存放由9个字符构成的字符串，其中最后一个字符的位置要留给字符串的结尾标示‘\0’
- 当用scanf函数输入字符串时,字符串中不能含有空格,否则将以空格作为串的结束符

字符串常用方法

C语言中供了丰富的字符串处理函数,大致可分为字符串的输入、输出、合并、修改、比较、转换、复制、搜索几类。
- 使用这些函数可大大减轻编程的负担。
- 使用输入输出的字符串函数,在使用前应包含头文件"stdio.h"
- 使用其它字符串函数则应包含头文件"string.h"

字符串输出函数:puts
- 格式: puts(字符数组名)
- 功能:把字符数组中的字符串输出到显示器。即在屏幕上显示该字符串。
优点:
- 自动换行
- 可以是数组的任意元素地址
缺点
- 不能自定义输出格式, 例如 puts(“hello %i”);

char ch[] = "lnj";
puts(ch); //输出结果: lnj

puts函数完全可以由printf函数取代。当需要按一定格式输出时,通常使用printf函数

字符串输入函数:gets
- 格式: gets (字符数组名)
- 功能:从标准输入设备键盘上输入一个字符串。

char ch[30];
gets(ch); // 输入:lnj
puts(ch); // 输出:lnj

可以看出当输入的字符串中含有空格时,输出仍为全部字符串。说明gets函数并不以空格作为字符串输入结束的标志,而只以回车作为输入结束。这是与scanf函数不同的。

注意gets很容易导致数组下标越界，是一个不安全的字符串操作函数

字符串长度
利用sizeof字符串长度
- 因为字符串在内存中是逐个字符存储的,一个字符占用一个字节,所以字符串的结束符长度也是占用的内存单元的字节数。

    char name[] = "it666";int size = sizeof(name);// 包含\0printf("size = %d\n", size); //输出结果:6

利用系统函数
- 格式: strlen(字符数组名)
- 功能:测字符串的实际长度(不含字符串结束标志‘\0’)并作为函数返回值。

    char name[] = "it666";size_t len = strlen(name2);printf("len = %lu\n", len); //输出结果:5

以“\0”为字符串结束条件进行统计

/***  自定义方法计算字符串的长度*  @param name 需要计算的字符串*  @return 不包含\0的长度*/
int myStrlen2(char str[])
{//    1.定义变量保存字符串的长度int length = 0;while (str[length] != '\0'){length++;//1 2 3 4}return length;
}
/***  自定义方法计算字符串的长度*  @param name  需要计算的字符串*  @param count 字符串的总长度*  @return 不包含\0的长度*/
int myStrlen(char str[], int count)
{//    1.定义变量保存字符串的长度int length = 0;
//    2.通过遍历取出字符串中的所有字符逐个比较for (int i = 0; i < count; i++) {//        3.判断是否是字符串结尾if (str[i] == '\0') {return length;}length++;}return length;
}

字符串连接函数:strcat
- 格式: strcat(字符数组名1,字符数组名2)
- 功能:把字符数组2中的字符串连接到字符数组1 中字符串的后面,并删去字符串1后的串标志 “\0”。本函数返回值是字符数组1的首地址。

char oldStr[100] = "welcome to";
char newStr[20] = " lnj";
strcat(oldStr, newStr);
puts(oldStr); //输出: welcome to lnj"

本程序把初始化赋值的字符数组与动态赋值的字符串连接起来。要注意的是,字符数组1应定义足够的长度,否则不能全部装入被连接的字符串。

字符串拷贝函数:strcpy
- 格式: strcpy(字符数组名1,字符数组名2)- 功能:把字符数组2中的字符串拷贝到字符数组1中。串结束标志“\0”也一同拷贝。字符数名2, 也可以是一个字符串常量。这时相当于把一个字符串赋予一个字符数组。

char oldStr[100] = "welcome to";
char newStr[50] = " lnj";
strcpy(oldStr, newStr);
puts(oldStr); // 输出结果:  lnj // 原有数据会被覆盖

本函数要求字符数组1应有足够的长度,否则不能全部装入所拷贝的字符串。

字符串比较函数:strcmp
- 格式: strcmp(字符数组名1,字符数组名2)
- 功能:按照ASCII码顺序比较两个数组中的字符串,并由函数返回值返回比较结果。
  - 字符串1=字符串2,返回值=0;
  - 字符串1>字符串2,返回值>0;
  - 字符串1<字符串2,返回值<0。

    char oldStr[100] = "0";char newStr[50] = "1";printf("%d", strcmp(oldStr, newStr)); //输出结果:-1char oldStr[100] = "1";char newStr[50] = "1";printf("%d", strcmp(oldStr, newStr));  //输出结果:0char oldStr[100] = "1";char newStr[50] = "0";printf("%d", strcmp(oldStr, newStr)); //输出结果:1

练习

编写一个函数char_contains(char str[],char key)，如果字符串str中包含字符key则返回数值1，否则返回数值0

字符串数组基本概念

字符串数组其实就是定义一个数组保存所有的字符串
- 1.一维字符数组中存放一个字符串，比如一个名字char name[20] = “nj”
- 2.如果要存储多个字符串，比如一个班所有学生的名字，则需要二维字符数组，char names[15][20]可以存放15个学生的姓名(假设姓名不超过20字符)
- 如果要存储两个班的学生姓名，那么可以用三维字符数组char names[2][15][20]
  ##字符串数组的初始化

char names[2][10] = { {'l','n','j','\0'}, {'l','y','h','\0'} };
char names2[2][10] = { {"lnj"}, {"lyh"} };
char names3[2][10] = { "lnj", "lyh" };

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