数组及常用算法

1.数组基本概念
2.一维数组
- 2.1数组的定义
- 2.2数组初始化
- 2.3一维数组动态赋初值
- 2.4一维数组应用实例
- 2.5一维数组的排序算法
- 2.6 一维数组元素的删除和插入
- array
3.二维数组
- 3.1数组定义
- 3.2二维数组的动态赋值
4.向量容器Vector
- 4.1定义和初始化
- 4.2 vector 迭代器遍历，sort, reverse,

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1.数组基本概念

什么是数组：数组是一个变量，由数据类型相同的一组元素组成，在内存占一串连续的内存空间。

数组是一个类型：比如int 型的数组，类型就是int []
C++中数组元素必须拥有相同的数据类型加粗样式

数组基本要素：
1.表示符：数组的名称，用于区分不同的数组（用来表示数组的变量名）
2.数组元素：向数组中存放的数据
3.元素下标：对数组元素进行编号，表明元素在数组中的位置。从0开始，可以通过下标来访问数组
4.元素类型：数组中元素的数据类型
数组长度固定，避免数组越界

使用数组的优点： 方便管理需要相同操作的数据

demo1:可以构成数组的一组元素？
在C/C++中可以构成一个数组，在java中不行

198, 98, ‘c’, 230 // 字符在C++中是整形存的
1, 0, true, false, 38, -1 // c++中布尔类型实际是整形

2.一维数组

可以存成数组的情况：学生单门学科的成绩，某类商品的单价，某人N个月的工资

2.1数组的定义

定义语法：

datatype arrayName[size];

demo:

int nums[25];
char array_of_name[30];
double curr_salary[35];

const int N = 5;
int nums[N];
nums[0] = 9527;

注意：C++中数组的大小可以定义变量，C中不可以可以定义成变量

2.2数组初始化

用大括号初始化元素内容

int years[6] = {2012,2013,2014,2015,2016,2017}; //可以少给元素，但是不能多给
int months[12] = {1, 3, 5, 7}; // 未初始化的元素默认值未0
int days[] = {1,15}; // 不设定数组大小，编译器自动计算数组大小
int array[] = {} // ❌，未知元素个数是不可以的

c++ 11中新的改动：
a.初始化是可以不用等于号；
b.大括号可以为空，默认为所有元素执行置0操作

int days[] {};
float m[100] {};

2.3一维数组动态赋初值

动态从键盘录入信息，赋值给数组

int main(){int N = 5;double scores[N];//for(int i = 0; i < N; i++){for(int i = 0; i < sizeof(scores) / sizeof(double); i++){cout << "请输入第" << i + 1 << "课程的成绩:" ;cin >> scores[i];}for(int i = 0; i < N; i++){cout << scores[i] << endl;}return 0;
}

注意C++中数组没有.len()的属性，没法直接获得数组的长度。

2.4一维数组应用实例

demo1:一维数组求和，求平均

int main(){int main(){int nums[7] = {8, 4, 2, 1, 23, 344, 12};int nums_len = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]);int sum = 0;double average = 0;for(int i = 0; i < nums_len; i++){cout << nums[i] << " ";sum += nums[i];}average = sum / nums_len;cout << "和为：" << sum << ", 均值为：" << average << endl;return 0;
}

demo2: 找出数组的最大值，最小值

 // 求数组的最大值最小值int min_val = nums[0], max_val = nums[0]; //假设第一个元素为最小值/最大值，其后的元素依次和最大最小比，然后更新最大值/最小值int min_index = 0, max_index = 0;for(int i = 1; i < nums_len; i ++){if(nums[i] < min_val){min_val = nums[i];min_index = i;}if(nums[i] > max_val){max_val = nums[i];max_index = i;}}cout << "最小值为：" << min_val << ", 对应的下标为：" << min_index << endl;cout << "最大值为：" << max_val << ", 对应的下标为：" << max_index << endl;

demo3:定义一个整形数组，找出奇数/偶数元素的个数

 // 定义一个整形数组，找出奇数/偶数元素的个数int odd_count = 0, even_count = 0;for(int i = 0; i < nums_len; i++){if(nums[i] % 2 == 0){even_count += 1;}else{odd_count += 1;}}cout << "偶数有：" << even_count << "个, 奇数有：" << odd_count << "个" <<endl;

demo4:查找数组中是否存在某个元素，如果存在返回元素在数组中的下标，不存在返回-1

 //查找数组中是否存在某个元素，如果存在返回元素在数组中的下标，不存在返回-1int searchNum;int searchIndex = -1;  //初值值是一个不可能达到的值，如果最后他还是这个不可能达到的值，那么就没找到cout << "请输出要查找的数字" << endl;cin >> searchNum;for(int i = 0; i < nums_len; i++){if (nums[i] == searchNum){searchIndex = i;break;}}if(searchIndex == -1){cout << "没有查到要找的数字" << endl;}else{cout << "要查找的数字在数组中的下标为：" << searchIndex << endl;}

2.5一维数组的排序算法

1.冒泡排序
每次相邻的元素比较，将较大或者较小的元素放着后面，依次比较，较小/较大的数字就会冒到最后面。

int main(){// 循环输入5个整形数字，进行降序排列后输出结果int n = 5;int nums[5] = {};for(int i = 0; i < n; i++){cout << "请输入数字" << endl;cin >> nums[i];}// 选择排序法// 每次找剩下元素的最大值/最小（和老师讲的有点不一样，但实质是一样的）for(int i = 0; i < n; i++){for(int j = i+1; j < n; j++){if(nums[i] < nums[j]){int tmp = nums[i];nums[i] = nums[j];nums[j] = tmp;}}}for(int i = 0; i < n; i++){cout << nums[i] << endl;}

2.选择排序

int main(){// 循环输入5个整形数字，进行降序排列后输出结果int n = 5;int nums[5] = {};for(int i = 0; i < n; i++){cout << "请输入数字" << endl;cin >> nums[i];}// 选择排序法// 每次找剩下元素的最大值/最小（和老师讲的有点不一样，但实质是一样的）for(int i = 0; i < n; i++){for(int j = i+1; j < n; j++){if(nums[i] < nums[j]){int tmp = nums[i];nums[i] = nums[j];nums[j] = tmp;}}}for(int i = 0; i < n; i++){cout << nums[i] << endl;}return 0;
}

2.6 一维数组元素的删除和插入

数组的大小一旦确定了，就无法改变。

int main(){// 有序数组的插入和删除//数组的删除和插入（数组一旦定义，大小不能改变，所以本例子说的是数组的长度远大于有效存储元素的个数）double power[99];int powerCount = 0;  // 当前数组中元素的个数power[powerCount++] = 45760;power[powerCount++] = 45770;power[powerCount++] = 45772;power[powerCount++] = 45773;double tmp;for(int i = 0; i < powerCount; i++){for(int j = 1; j < powerCount - i; j ++){if(power[j] < power[j-1]){tmp = power[j];power[j] = power[j-1];power[j-1] = tmp;}}}cout << "排序后的数组为：" << endl;for(int i = 0; i < powerCount; i++){cout << power[i] << "\t";}cout << endl;}

 //插入数字，插入新数字之后数组依旧有序cout << "请输入要插入的数字" << endl;double insert_power;cin >> insert_power;    // 1. 放在末尾，再排序// 2. 找到第一个比插入数大的元素位置，其后的元素一次往后移动一位int insert_index = powerCount;for(int i = 0; i < powerCount; i++){if(power[i] > insert_power){cout << power[i] << insert_power;insert_index = i;break;}}for(int i = powerCount-1; i >= insert_index; i--){power[i+1] = power[i];}power[insert_index] = insert_power;powerCount+=1;cout << "插入元素后的数组为"<< endl;for(int i = 0; i < powerCount; i++){cout << power[i] << "\t";}

 // 删除元素，找到要删除的元素位置，将其后的元素往前移动一位// 没有判断相同元素double delete_power;int delete_index = -1;cout << "请输出要删除的元素" << endl;cin >> delete_power;for(int i = 0; i < powerCount; i++){if(power[i] == delete_power){delete_index = i;break;}}if(delete_index == -1){cout << "没有找到要删除的元素" << endl;}else{for(int i = delete_index; i < powerCount; i++){power[i] = power[i+1];}powerCount-=1;cout << "删除元素后的数组为"<< endl;for(int i = 0; i < powerCount; i++){cout << power[i] << "\t";}}return 0;
//}

array

用array定义数组与原来的方式定义数组效果是一样的

#include <array>
int value1[5];
array<int 5> value2;  //至少是c++11才支持

3.二维数组

3.1数组定义

datatype name[rowSize][colSize];
double score[5][3]
int prices[4][4]

3.2二维数组的动态赋值

demo:输入学生各门课程的成绩

在这里插入代码片int main(){string stu_names[] = {"刘备","关羽", "张飞"};string course_names[] = {"数学", "语文", "英语"};const int ROW = 3;  // sizeof(stu_names) / sizeof(stu_names[0])   双字名字下可以这么写，其他情况下不行const int COL = 3;double scores[ROW][COL];for(int i = 0; i < ROW; i++){for(int j = 0; j < COL; j++){cout << stu_names[i] << "的" << course_names[j] << "成绩为：";cin >> scores[i][j];}}cout << "\t";for(int i = 0; i < COL; i++){cout << course_names[i] << "\t";}cout << endl;for(int i = 0; i < ROW; i++){cout << stu_names[i] << "\t";for(int j = 0; j < COL; j++){cout << scores[i][j] << "\t";}cout << endl;}return 0;
}

        数学    语文    英语
刘备    1       2       3
关羽    4       5       6
张飞    7       8       9

4.向量容器Vector

1.动态数组，可以在运行阶段设置长度
2.具有数组的快速索引方式
3.可以插入和删除元素

4.1定义和初始化

尖角号：范型编程

vector <double> vec1;
vector <string> vec2(5)); \\分配5个空间;
vector <int> vec3(20,998); \\ 分配2个空间，空间元素都是998

vector常有的操作：

	常用操作
clear()	移除容器中的所有数据
empty()	判断容器是否为空
size()	返回容器中元素的个数
[index],at(index)	返回索引为index的元素
erase(pos)	删除pos 位置处的数据
erase(beg, end)	删除[beg, end) 区间的数据
front()	返回第一个元素
insert(pos, elem)	在pos位置插入一个元素
pop_back()	删除最后一个元素
push_back(elem)	在容器的末尾插入一个元素
resize(num)	重新设置一个容器的大小
begin(),end()	返回容器首尾元素的迭代器

新增两个头文件

#include <vector>
#include <algorithm>

4.2 vector 迭代器遍历，sort, reverse,

int main(){// vector <double> vectDouble = {98.5, 67.9, 43.6, 32.9};  c++ 98 中不能初始化并赋初值vector <double> vectDouble;// 向数组中插入数字vectDouble.push_back(100.8);vectDouble.push_back(99.8);vectDouble.push_back(102.5);// 不专业输出for(int i = 0; i < vectDouble.size(); i++){cout << vectDouble[i] << "\t";}// 集合的通用遍历方法，使用迭代器 iteratorvector<double>::iterator it;  //定义一个vector<double>类型的迭代器, 实际上是一个指针for(it = vectDouble.begin(); it != vectDouble.end(); it++){cout << *it << "\t";}// 排序sort(vectDouble.begin(), vectDouble.end());for(it = vectDouble.begin(); it != vectDouble.end(); it++){cout << *it << "\t";}//逆序reverse(vectDouble.begin(), vectDouble.end());for(it = vectDouble.begin(); it != vectDouble.end(); it++){cout << *it << "\t";}return 0;
}

定义多大多大，push_back会/可以改变容量，但是效率不高。
当内存容量不够的时候的应对机制：申请一块更大的存储区，将所有的元素放入到新的存储区中。将旧的内存释放掉。
建议vector中不要放复杂对象，要放指针。（这么处理的妙处？？）

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