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《C语言》—— 数组

 龙跃十二
发布于 02/19 00:10
字数 2051
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前言

 我本来准备C语言章节就写个指针就ok了,在我看来C语言的精华部分就是指针了。但是有很多同学就开始在群里各种拉扯C语言的其他问题,没办法,我是龙叔嘛,想想还是整理一下,把一些重要的C语言知识点都一一更新了吧。C语言指针的内容请点击 指针(上)指针(下)记得点关注,不迷路

数组的基本概念

 我们把一组数据的集合称为数组(Array),它所包含的每一个数据叫做数组元素(Element),所包含的数据的个数称为数组长度(Length),数组中的每个元素都有一个序号,这个序号从0开始,而不是从我们熟悉的1开始,称为下标(Index),所包含数组的里面元素的类型叫做数组类型(Type)。

 一句话就说清楚了数组的基本概念,就是这么简单,^_^。

数组底层结构探析

1int array[5];

内存布局图

 不要看这个图简单,底层就是这样的。数组是一个整体,它的内存是连续的;也就是说,数组元素之间是相互挨着的,彼此之间没有一点点缝隙。

这一点很重要,连续的内存为指针操作(通过指针来访问数组元素)和内存处理(整块内存的复制、写入等)提供了便利,这使得数组可以作为缓存使用。

 有同学估计要说什么叫做指针操作,听龙叔絮叨下。

1int arr[5] = {1,2,3,4,5};2printf("%d\n",arr[3]);

 看上面的代码,学过数组都知道arr[3]是取第三个元素的值,那我就要问你了,怎么取到值的呢???

 不要慌,龙叔告诉你其实就是指针操作。当我们声明并定义数组int arr[5] = {1,2,3,4,5},此时数组被分配了5个int大小的空间在栈上,并初始化了数组元素。我们都知道数组名代表数组的首元素的首地址,那么很明显就可以得到arr[3] = arr + 3。指针的加减操作详情请看龙叔公号,微信搜索 龙跃十二 即可订阅喔。

数组的运算

 1int a[] = {1,2,3,4}; 2printf("%d\n",sizeof(a)); 3printf("%d\n",sizeof(a+0)); 4printf("%d\n",sizeof(*a)); 5printf("%d\n",sizeof(a+1)); 6printf("%d\n",sizeof(a[1])); 7printf("%d\n",sizeof(&a)); 8printf("%d\n",sizeof(&a+1)); 9printf("%d\n",sizeof(&a[0]));10printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));11//字符数组12char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};13printf("%d\n", sizeof(arr));14printf("%d\n", sizeof(arr+0));15printf("%d\n", sizeof(*arr));16printf("%d\n", sizeof(arr[1]));17printf("%d\n", sizeof(&arr));18printf("%d\n", sizeof(&arr+1));19printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));20printf("%d\n", strlen(arr));21printf("%d\n", strlen(arr+0));22printf("%d\n", strlen(*arr));23printf("%d\n", strlen(arr[1]));24printf("%d\n", strlen(&arr));25printf("%d\n", strlen(&arr+1));26printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));27char *p = "abcdef";printf("%d\n", sizeof(p));28printf("%d\n", sizeof(p+1));29printf("%d\n", sizeof(*p));30printf("%d\n", sizeof(p[0]));31printf("%d\n", sizeof(&p));32printf("%d\n", sizeof(&p+1));33printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1));34printf("%d\n", strlen(p));35printf("%d\n", strlen(p+1));36printf("%d\n", strlen(*p));37printf("%d\n", strlen(p[0]));38printf("%d\n", strlen(&p));39printf("%d\n", strlen(&p+1));40printf("%d\n", strlen(&p[0]+1));41//二维数组42int a[3][4] = {0};43printf("%d\n",sizeof(a));44printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));45printf("%d\n",sizeof(a[0]));46printf("%d\n",sizeof(a[0]+1));47printf("%d\n",sizeof(a+1));48printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));49printf("%d\n",sizeof(*a));50printf("%d\n",sizeof(a[3]));

就这几个运算,估计会难倒很多同学的,不信你可以把答案写出来之后在去跑一遍,全对找我拿红包

sizeof(数组名),代表整个数组的字节数;&数组名,代表取得整个数组的地址。

数组的一些特性

  1. 严格上说数组只有一维数组。n维数组是在一维数组里面存放一个(n-1)维数组,掌握以为数组即可。
  2. 数组的长度指的是数组的元素个数不是数组空间长度。sizeof()关键字即可获取数组总的字节数,在除以元素类型的字节数即可得到数组长度。
  3. C语言并不会判断数组访问越界,需要程序员判断越界访问。eg: int arr[5] = {1,2,3,4,5}; int b = arr[10];,这样访问也是可以拿到元素的,天知道你访问的是谁的数据。
  4. 数组底层内存结构是连续的。正是由于数组结构的连续性便诞生了内存的友好性,数组分配内存是整块分配的,堆内存很友好;连续的内存是的访问内存效率高。
  5. 数组大小是固定不变的。需要改变大小就需要新开一块大内存的数组,把之前的元素拷贝过来,释放之前的内存。
  6. 数据根据下标随机访问的时间复杂度为 O(1)
  7. 数据的插入和删除很低效:
  • 如果删除数组末尾的数据,最好情况时间复杂度为 O(1)
  • 如果删除开头的数据,则最坏情况时间复杂度为 O(n)
  • 平均情况时间复杂度也为 O(n)。

数组常见问题

数组长度是一个非常量。

1int b;2scanf("%d",&b);3int arr[3*b];

 不知道你曾经有没有写过这样的代码,反正我写过。数组的长度和内存是在程序编译时就已经确定了的。b的值是在运行时才确定的。有两个新名词,程序编译时&程序运行时

数组越界访问

1int arr[5] = {1,2,3,4,5};2printf("%d\n",arr[-1]);3printf("%d\n",arr[1]);4printf("%d\n",arr[4]);5printf("%d\n",arr[5]);6printf("%d\n",arr[6]);

肉眼可见的错误,编译器竟然没报错。

数组相关笔试题目

  1. 给你一个数组,求一个k值,使得前k个数的方差 + 后面n-k个数的方差最小 ,时间复杂度可以到O(n)。
  2. 给定一个n个整型元素的数组a,其中有一个元素出现次数超过n / 2,求这个元素。
  3. 给定一个含有n个元素的数组,找出数组中的两个元素X和Y使得abs(x-y)最小。
  4. 在一个二维数组中(每个一维数组的长度相同),每一行都按照从左到右递增的顺序排序,每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个函数,输入这样的一个二维数组和一个整数,判断数组中是否含有该整数。
  5. 在一个长度为n的数组里的所有数字都在0到n-1的范围内。 数组中某些数字是重复的,但不知道有几个数字是重复的。也不知道每个数字重复几次。请找出数组中任意一个重复的数字。 例如,如果输入长度为7的数组{2,3,1,0,2,5,3},那么对应的输出是第一个重复的数字2。
  6. 给定一个数组A[0,1,…,n-1],请构建一个数组B[0,1,…,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]A[1]…_A[i-1]A[i+1]…_A[n-1]。不能使用除法。(注意:规定B[0] = A[1] * A[2] * … * A[n-1],B[n-1] = A[0] * A[1] * … * A[n-2];)

利用数组可以出很多笔试题目,当然这些题目很多并不是考验数组本身特性大多是考算法基础的。本节就到这里了,有什么不清楚的问题欢迎留言喔,也可私信或mail。

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