C学习笔记——（4）数组和字符串说明，以及冒泡排序法
目录
- 1、概述
- 2、一维数组
- 2.1 一维数组的定义和使用
- 2.2 一维数组的初始化
- 2.3 数组名
- 2.4 冒泡法排序
- 3、二维数组
- 3.1 二维数组的定义和使用
- 3.2 二维数组的初始化
- 3.3 数组名
- 4、多维数组
- 5、字符数组与字符串
- 5.1 字符数组与字符串区别
- 5.2 字符串的初始化
- 5.3 字符串的输入输出
- （1）scanf输入：
- （2）gets()输入：
- （3）fgets()输入：
- （4）puts()输出：
- （5）fputs()输出：
- 5.4 字符串长度strlen()
1、概述
在程序设计中，为了方便处理数据把具有相同类型的若干变量按有序形式组织起来——称为数组。
数组就是在内存中连续的相同类型的变量空间。同一个数组所有的成员都是相同的数据类型，同时所有的成员在内存中的地址是连续的。
数组属于构造数据类型：
- 一个数组可以分解为多个数组元素：这些数组元素可以是基本数据类型或构造类型。
int a[10]; struct Stu boy[10];
- 按数组元素类型的不同，数组可分为：数值数组、字符数组、指针数组、结构数组等类别。
int a[10];char s[10];char *p[10];
通常情况下，数组元素下标的个数也称为维数，根据维数的不同，可将数组分为一维数组、二维数组、三维数组、四维数组等。通常情况下，我们将二维及以上的数组称为多维数组。
2、一维数组
2.1 一维数组的定义和使用
- 数组名字符合标识符的书写规定(数字、英文字母、下划线);
- 数组名不能与其它变量名相同，同一作用域内是唯一的;
- 方括号[]中常量表达式表示数组元素的个数;
int a[3]表示数组a有3个元素
其下标从0开始计算，因此3个元素分别为a[0],a[1],a[2]
- 定义数组时[]内最好是常量，使用数组时[]内即可是常量，也可以是变量.
例子:
#include <stdio.h>int main()
{int a[10];//定义了一个数组，名字叫a，有10个成员，每个成员都是int类型//a[0]…… a[9]，没有a[10]//没有a这个变量，a是数组的名字，但不是变量名，它是常量a[0] = 0;//……a[9] = 9;int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){a[i] = i; //给数组赋值}//遍历数组，并输出每个成员的值for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", a[i]);}printf("\n");return 0;
}2.2 一维数组的初始化
在定义数组的同时进行赋值，称为初始化。全局数组若不初始化，编译器将其初始化为零。局部数组若不初始化，内容为随机值。
int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };//定义一个数组，同时初始化所有成员变量int a[10] = { 1, 2, 3 };//初始化前三个成员，后面所有元素都设置为0int a[10] = { 0 };//所有的成员都设置为0//[]中不定义元素个数，定义时必须初始化int a[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };//定义了一个数组，有5个成员int a[]; //局部数组不初始化，内容为随机值。2.3 数组名
数组名是一个地址的常量，代表数组中首元素的地址。
例子：
#include <stdio.h>int main()
{int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };//定义一个数组，同时初始化所有成员变量printf("a = %p\n", a);//数组名是一个地址的常量，代表数组中首元素的地址。printf("&a[0] = %p\n", &a[0]);//a[0]地址和a一样int n = sizeof(a); //数组占用内存的大小，10个int类型，10 * 4 = 40int n0 = sizeof(a[0]);//数组第0个元素占用内存大小，第0个元素为int，4int i = 0;for (i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++){printf("%d ", a[i]);}printf("\n");return 0;
}这里有个技巧，就是当我们不知道数组的大小时，我们怎么获取数组的大小呢？看下面的代码：
int arr[10];//定义一个有10个元素的数组len_arr = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); //这个就是获取数组的长度
用这个方法，看一下一维数组的逆置（就是倒过来）怎么弄的：
#include <stdio.h>int main()
{int a[] = { 1, -2, 3,- 4, 5, -6, 7, -8, -9, 10 };//定义一个数组，同时初始化所有成员变量int i = 0;int j = sizeof(a) / sizeof(a[0]) -1; int tmp;while (i < j){tmp = a[i];a[i] = a[j];a[j] = tmp;i++;j--;}for (i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++){printf("%d ", a[i]);}printf("\n");return 0;
}2.4 冒泡法排序
冒泡法排序有升序和降序两种，无论哪一种，都是一样的，这里按升序讲：
- 其实就是每次找的时候，都是先把最大的放数组的最后面，就这么简单。
通过画图详细看看：
代码：
#include <stdio.h>// 冒泡排序--升序
int main() {int arr[10] = { 1, -2, 3,-4, 5, -6, 7, -8, -9, 10 };int i, j, temp;int len_arr = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//外层控制行，每次找一个最大值for (i = 0; i < len_arr-1; i++) {//内层控制列，把最大的送到数组最后面for (j = 0; j < len_arr-1-i; j++) {if (arr[j+1] < arr[j]) { //比较两个相邻元素，变成“>”就是降序了temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}for (i = 0; i < len_arr; i++) { //打印看看效果printf("%d\n", arr[i]);}return 0;
}
3、二维数组
3.1 二维数组的定义和使用
二维数组定义的一般形式是：
类型说明符 数组名[常量表达式1][常量表达式2]
其中常量表达式1表示第一维下标的长度，常量表达式2 表示第二维下标的长度。
int a[3][4];
- 命名规则同一维数组
- 定义了一个三行四列的数组，数组名为a其元素类型为整型，该数组的元素个数为3×4个，即：
二维数组a是按行进行存放的，先存放a[0]行，再存放a[1]行、a[2]行，并且每行有四个元素，也是依次存放的。
- 二维数组在概念上是二维的：其下标在两个方向上变化，对其访问一般需要两个下标。
- 在内存中并不存在二维数组，二维数组实际的硬件存储器是连续编址的，也就是说内存中只有一维数组，即放完一行之后顺次放入第二行，和一维数组存放方式是一样的。
接下来看看二维数组的大小：
#include <stdio.h>int main() {int arr[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};printf("二维数组大小：%d\n", sizeof(arr)); //等于24printf("二维数组一行大小：%d\n", sizeof(arr[0])); printf("二维数组元素大小：%d\n", sizeof(arr[0][0]));printf("二维数组行数：%d\n", sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));printf("二维数组列数：%d\n", sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]));return 0;
}
结果：
3.2 二维数组的初始化
//分段赋值 int a[3][4] = {{ 1, 2, 3, 4 },{ 5, 6, 7, 8, },{ 9, 10, 11, 12 }};int a[3][4] = { { 1, 2, 3, 4 },{ 5, 6, 7, 8, },{ 9, 10, 11, 12 }};//连续赋值int a[3][4] = { 1, 2, 3, 4 , 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 };//可以只给部分元素赋初值，未初始化则为0int a[3][4] = { 1, 2, 3, 4 };//所有的成员都设置为0int a[3][4] = {0};//[]中不定义元素个数，定义时必须初始化int a[][4] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
3.3 数组名
数组名是一个地址的常量，代表数组中首元素的地址。下面看看测试：
#include <stdio.h>int main()
{//定义了一个二维数组，名字叫a//二维数组是本质上还是一维数组，此一维数组有3个元素//每个元素又是一个一维数组int[4]int a[3][4] = { 1, 2, 3, 4 , 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 };//数组名为数组首元素地址，二维数组的第0个元素为一维数组//第0个一维数组的数组名为a[0]printf("a = %p\n", &a);printf("a[0] = %p\n", &a[0]);printf("a[0][0] = %p\n", &a[0][0]); //上面这三个都是指向a[0][0]这个元素的地址//测二维数组所占内存空间，有3个一维数组，每个一维数组的空间为4*4//sizeof(a) = 3 * 4 * 4 = 48printf("sizeof(a) = %d\n", sizeof(a));//测第0个元素所占内存空间，a[0]为第0个一维数组int[4]的数组名，4*4=16printf("sizeof(a[0]) = %d\n", sizeof(a[0]));//测第0行0列元素所占内存空间，第0行0列元素为一个int类型，4字节printf("sizeof(a[0][0]) = %d\n", sizeof(a[0][0]));//求二维数组行数printf("i = %d\n", sizeof(a) / sizeof(a[0]));// 求二维数组列数printf("j = %d\n", sizeof(a[0]) / sizeof(a[0][0]));//求二维数组行*列总数printf("n = %d\n", sizeof(a) / sizeof(a[0][0]));return 0;
}
运行结果：
4、多维数组
- 多维数组的定义与二维数组类似，其语法格式具体如下：
数组类型修饰符 数组名 [n1][n2]…[nn];
int a[3][4][5];
- 定义了一个三维数组，数组的名字是a，数组的长度为3，每个数组的元素又是一个二维数组，这个二维数组的长度是4，并且这个二维数组中的每个元素又是一个一维数组，这个一维数组的长度是5，元素类型是int。
例子：
#include <stdio.h>int main()
{//int a[3][4][5] ;//定义了一个三维数组，有3个二维数组int[4][5]int a[3][4][5] = { { { 1, 2, 3, 4, 5 }, { 6, 7, 8, 9, 10 }, { 0 }, { 0 } }, { { 0 }, { 0 }, { 0 }, { 0 } }, { { 0 }, { 0 }, { 0 }, { 0 } } };int i, j, k;for (i = 0; i < 3; i++){for (j = 0; j < 4; j++){for (k = 0; k < 5; k++){//添加访问元素代码printf("%d, ", a[i][j][k]);}printf("\n");}}return 0;
}5、字符数组与字符串
5.1 字符数组与字符串区别
- C语言中没有字符串这种数据类型，可以通过char的数组来替代；
- 字符串一定是一个char的数组，但char的数组未必是字符串；
- 数字0(和字符‘\0’等价)结尾的char数组就是一个字符串，但如果char数组没有以数字0结尾，那么就不是一个字符串，只是普通字符数组，所以字符串是一种特殊的char的数组。
#include <stdio.h>int main()
{char c1[] = { 'c', ' ', 'p', 'r', 'o', 'g' }; //普通字符数组printf("c1 = %s\n", c1); //乱码，因为没有’\0’结束符，用打印字符串的方式打印字符数组//切记，数字0等于\0，但是不等于'\0'.//以‘\0’(‘\0’就是数字0)结尾的字符数组是字符串char c2[] = { 'c', ' ', 'p', 'r', 'o', 'g', '\0' };printf("c2 = %s\n", c2);//字符串处理以‘\0’(数字0)作为结束符，后面的'h', 'l', 'l', 'e', 'o'不会输出char c3[] = { 'c', ' ', 'p', 'r', 'o', 'g', '\0', 'h', 'l', 'l', 'e', 'o', '\0' };printf("c3 = %s\n", c3);//下面这个是用字符指针来定义的字符串，后面会讲到char *arr = "hello";printf("%s\n", arr);return 0;
}
运行结果：
5.2 字符串的初始化
// C语言没有字符串类型，通过字符数组模拟
// C语言字符串，以字符‘\0’, 数字0
int main()
{//不指定长度, 没有0结束符，有多少个元素就有多长char buf[] = { 'a', 'b', 'c' };printf("buf = %s\n", buf); //乱码//指定长度，后面没有赋值的元素，自动补0char buf2[100] = { 'a', 'b', 'c' };printf("buf2 = %s\n", buf2);//所有元素赋值为0char buf3[100] = { 0 };//char buf4[2] = { '1', '2', '3' };//数组越界char buf5[50] = { '1', 'a', 'b', '0', '7' };printf("buf5 = %s\n", buf5);char buf6[50] = { '1', 'a', 'b', 0, '7' };printf("buf6 = %s\n", buf6);char buf7[50] = { '1', 'a', 'b', '\0', '7' };printf("buf7 = %s\n", buf7);//使用字符串初始化，编译器自动在后面补0，常用char buf8[] = "agjdslgjlsdjg";//'\0'后面最好不要连着数字，有可能几个数字连起来刚好是一个转义字符//'\ddd'八进制字义字符，'\xdd'十六进制转移字符// \012相当于\nchar str[] = "\012abc";printf("str == %s\n", str);return 0;
}
运行结果：
5.3 字符串的输入输出
由于字符串采用了’\0’标志，字符串的输入输出将变得简单方便。
（1）scanf输入：
#include <stdio.h>int main()
{char str[100];printf("input string1 : \n");scanf("%s", str);//注意这个不能有空格，并且以\n作为结束标志printf("output:%s\n", str);return 0;
}
那
scanf()怎么才能接收空格呢，下面看一个技巧：
char str[100];//通过正则表达式来接收除了\n的所有字符scanf("%[^\n]", str);
（2）gets()输入：
char s[100];printf("请输入s: ");gets(s);printf("s = %s\n", s);
功能：从标准输入读入字符，并保存到s指定的内存空间，直到出现换行符或读到文件结尾为止。
参数：
s：字符串首地址
返回值：
成功：读入的字符串
失败：NULL
gets(str)与scanf(“%s”,str)的区别：
- gets(str)允许输入的字符串含有空格
- scanf(“%s”,str)不允许含有空格
注意：由于scanf()和gets()无法知道字符串s大小，必须遇到换行符或读到文件结尾为止才接收输入，因此容易导致字符数组越界(缓冲区溢出)的情况。
（3）fgets()输入：
前面说了scanf和gets无法知道字符串的大小，会有字符串越界的情况，是不安全的。下面来看不需要知道字符串大小的输入函数：
#include <stdio.h>
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
功能：从stream指定的文件内读入字符，保存到s所指定的内存空间，直到出现换行字符、读到文件结尾或是已读了size - 1个字符为止，最后会自动加上字符 ‘\0’ 作为字符串结束。
参数：
s：字符串
size：指定最大读取字符串的长度（size - 1）
stream：文件指针，如果读键盘输入的字符串，固定写为stdin
返回值：
成功：成功读取的字符串
读到文件尾或出错： NULL
fgets()在读取一个用户通过键盘输入的字符串的时候，同时把用户输入的回车也做为字符串的一部分。通过scanf和gets输入一个字符串的时候，不包含结尾的“\n”，但通过fgets结尾多了“\n”。fgets()函数是安全的，不存在缓冲区溢出的问题。
下面是一个完整的例子：
char str[100];printf("请输入str: ");//fgets可以接收空格//fgets获取字符串少于元素个数会有\n,大于等于没有\nfgets(str, sizeof(str), stdin);printf("str = \"%s\"\n", str);
（4）puts()输出：
#include <stdio.h>
int puts(const char *s);
功能：标准设备输出s字符串，在输出完成后自动输出一个’\n’。
参数：
s：字符串首地址
返回值：
成功：非负数
失败：-1
例子：
int main() {char s[] = "hello world";puts(s);//自带断行puts("hello\0 world");//遇到\0则作为结束标志put("");//这个就是换行return 0;
}
（5）fputs()输出：
fputs()是puts()的文件操作版本，但fputs()不会自动输出一个’\n’。
看一个例子：
printf("hello world");//没有空格puts("hello world"); //有空格fputs("hello world", stdout); //没有空格
注意：fgets()和fputs()其实主要是对文件操作的，这个后面讲。
5.4 字符串长度strlen()
用strlen()计算的是字符串的有效长度。
#include <string.h>
size_t strlen(const char *s);
功能：计算指定指定字符串s的长度，不包含字符串结束符‘\0’
参数：
s：字符串首地址
返回值：字符串s的长度，size_t为unsigned int类型
看一个例子：
#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char s[] = "hello world";printf("%d\n", sizeof(s)); //这个是求字符数组的长度，这个包括\0printf("%d\n", strlen(s)); //这个是求字符串的有效长度,不包括后面的\0return 0;
}
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