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C语言之数组

news 来源：原创 2025/4/30 9:08:22

一维数组的定义和使用

二维数组的定义和使用

字符数组和字符串

练习题

练习一

练习二

练习三

一维数组的定义和使用

当涉及到一系列相同类型的数据时，C语言中的一维数组是一种非常有用的数据结构。以下是关于C语言一维数组的定义和使用的详细说明：

1、定义数组：在C语言中，可以使用以下语法来定义一个一维数组：

数据类型 数组名[数组长度];

其中，数据类型表示数组中元素的类型，数组名是标识符用于引用该数组，而数组长度表示数组可以容纳的元素数量。

例如，下面的代码定义了一个包含5个整数的一维数组：

int numbers[5];

2、初始化数组：可以使用以下方式对数组进行初始化：

静态初始化：在定义数组时，为其提供初始值。

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

动态初始化：在定义数组后，逐个为其元素赋值。

int numbers[5];
numbers[0] = 1;
numbers[1] = 2;
// ...

3、访问数组元素：可以使用数组名和索引来访问数组中的元素。数组的索引从0开始，最大索引为数组长度减1。

int number = numbers[2];  // 访问索引为2的元素
numbers[3] = 10;  // 修改索引为3的元素的值

4、数组的遍历：可以使用循环结构来遍历数组中的所有元素。

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d ", numbers[i]);
}

5、注意事项：

越界访问：在访问数组元素时，必须确保索引不超出数组的有效范围，否则会导致未定义行为。C语言没有内置的越界检查，因此需要开发人员自行确保索引的有效性。
数组长度：一旦数组被定义，其长度是固定的，无法更改。因此，在创建数组时，应确保为其分配足够的内存空间以容纳所需数量的元素。
数组名：在大多数情况下，数组名可以被解释为指向数组首元素的指针。这意味着可以将数组名传递给函数，并在函数中对数组进行操作。

一维数组在C语言中被广泛使用，它们提供了一种方便的方式来存储和处理一系列相关数据。通过合理地定义和使用数组，可以更高效地组织和操作数据。

二维数组的定义和使用

C语言中的二维数组是一种由行和列组成的数据结构，可以用于存储和处理二维表格或矩阵等数据。以下是关于C语言二维数组的定义和使用的详细说明：

1、定义二维数组：在C语言中，可以使用以下语法来定义一个二维数组：

数据类型 数组名[行数][列数];

其中，数据类型表示数组中元素的类型，数组名是标识符用于引用该数组，行数表示数组的行数，列数表示数组的列数。

例如，下面的代码定义了一个包含3行4列的整数二维数组：

int matrix[3][4];

2、初始化二维数组：可以使用以下方式对二维数组进行初始化：

静态初始化：在定义数组时，为其提供初始值。

int matrix[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};

动态初始化：在定义数组后，逐个为其元素赋值。

int matrix[3][4];
matrix[0][0] = 1;
matrix[0][1] = 2;
// ...

3、访问二维数组元素：可以使用数组名和行、列索引来访问二维数组中的元素。

int element = matrix[1][2];  // 访问第2行第3列的元素
matrix[0][3] = 10;  // 修改第1行第4列的元素的值

4、二维数组的遍历：可以使用嵌套的循环结构来遍历二维数组中的所有元素。

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
        printf("%d ", matrix[i][j]);
    }
    printf("\n");  // 换行，打印下一行
}

5、注意事项：

数组长度：在定义二维数组时，需要指定行数和列数。一旦数组被定义，其行数和列数是固定的，无法更改。
内存布局：C语言中的二维数组实际上是按行存储的，即相邻的元素在内存中是连续存放的。因此，在访问二维数组元素时，需要注意行优先还是列优先的顺序。
多维数组：C语言支持多维数组，可以通过增加维度来定义更高维度的数组，例如三维数组、四维数组等。

二维数组在C语言中被广泛用于表示和处理矩阵、图像、游戏棋盘等二维结构的数据。通过合理地定义和使用二维数组，可以更方便地操作和处理这些数据。

字符数组和字符串

在C语言中，字符数组和字符串是常用的数据类型，用于处理文本和字符数据。以下是关于C语言字符数组和字符串的详细说明：

1、字符数组的定义：字符数组是一维数组，用于存储字符序列。可以使用以下语法来定义一个字符数组：

char 数组名[数组长度];

其中，char表示数组中元素的类型为字符，数组名是标识符用于引用该数组，数组长度表示数组可以容纳的字符数量。

例如，下面的代码定义了一个包含10个字符的字符数组：

char str[10];

2、字符串的定义：字符串是由字符组成的字符数组，以空字符（'\0'）作为结尾的特殊字符标记字符串的结束。可以使用以下方式定义和初始化字符串：

使用字符数组初始化字符串：

char str[] = "Hello";

使用双引号括起来的字符序列初始化字符串：

char str[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};

注意，在使用字符数组初始化字符串时，系统会自动添加结尾的空字符。

3、字符串的访问和操作：可以使用数组名和索引来访问字符串中的字符。还可以使用一系列的字符串函数来进行字符串的操作，如拷贝、连接、比较等。以下是一些常用的字符串函数：

strcpy(dest, src)：将源字符串复制到目标字符串中。
strcat(dest, src)：将源字符串连接到目标字符串的末尾。
strlen(str)：返回字符串的长度（不包括结尾的空字符）。
strcmp(str1, str2)：比较两个字符串是否相等。

例如，下面的代码演示了如何使用字符串函数：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str1[20] = "Hello";
    char str2[10] = "World";
    char *copy = strcpy(str1, str2);  // 将str2复制到str1
    char *connect = strcat(str1, "C");  // 将"C"连接到str1的末尾
    int length = strlen(str1);  // 计算str1的长度
    int result = strcmp(str1, str2);  // 比较str1和str2是否相等
    printf("%s ", copy);
    printf("%s ", connect);
    printf("%d ", length);
    printf("%d ", result);
    
    return 0;
}

输出以下结果：

World C World C 7 1

4、字符串输入和输出：可以使用输入输出函数来读取和打印字符串。常用的函数有（具体的内容可以看这篇文章）：

scanf("%s", str)：从标准输入读取一个字符串。
printf("%s", str)：将字符串打印到标准输出。

例如，下面的代码演示了如何输入和输出字符串：

#include <stdio.h>

int main() {
    char name[20];
	printf("请输入您的姓名：");
	scanf("%s", name);
	printf("您好，%s！", name);
    return 0;
}

5、注意事项：

字符数组长度：在定义字符数组时，需要确保数组长度足够容纳字符串及结尾的空字符。否则，可能导致缓冲区溢出的问题。
字符串函数安全性：某些字符串函数（如strcpy、strcat等）可能存在安全性问题，容易导致缓冲区溢出。为了避免这些问题，可以使用带有长度限制的安全版本函数（如strncpy、strncat等）。

字符数组和字符串在C语言中被广泛用于处理文本和字符数据。通过合理地定义和使用字符数组和字符串，可以方便地进行字符串操作和处理。

练习题

练习一

参考答案

#include<stdio.h>

int main()
{
    double x = 0, y = 0;
    
    // 从标准输入读取一个双精度浮点型数值，存储到变量x中
    scanf("%lf",&x);
    
    if(x < 1)
    {
        // 如果x小于1，则y等于x
        y = x;
    }
    else if((x>=1) && (x<=10))
    {
        // 如果x在1到10之间，则y等于2x-1
        y = 2*x - 1;
    }
    else
    {
        // 否则，y等于3x-11
        y = 3*x - 11;
    }
    
    // 将y的值以保留两位小数的格式输出到标准输出
    printf("%0.2lf\n",y);
    
    return 0;
}

练习二

参考答案

#include <stdio.h>

int main()
{
    int n = 0;  // 存储输入的正整数n
    int sum = 0;  // 存储等差数列前n项和
    int i = 0;  // 循环计数器
    
    scanf("%d", &n);  // 从标准输入读取n
    
    for (i = 1; i <= n; i++) {
        sum += 3 * i - 1;  // 根据等差数列的通项公式计算第i项的值，并累加到前n项和中
    }
    
    printf("%d\n", sum);  // 输出前n项和
    
    return 0;
}

代码的逻辑如下：

定义三个整型变量n、sum和i，分别用于存储输入的正整数n、等差数列前n项和和循环计数器。
从标准输入读取n的值。
使用for循环，从1到n遍历等差数列的前n项，计算每一项的值，并累加到前n项和sum中。
输出sum的值。

在循环中，根据等差数列的通项公式，第i项的值为3i-1。因此，计算第i项的值时，只需要将i代入该公式即可。最后，输出累加得到的前n项和sum的值即可。

练习三

参考答案

#include <stdio.h>

int main() {
    int i;
    double sum = 0; // 存储阶乘数列的和

    for (i = 1; i <= 30; i++) {
        int j;
        double factorial = 1; // 存储每一项的阶乘结果

        // 计算第i项的阶乘结果
        for (j = 1; j <= i; j++) {
            factorial *= j;
        }

        sum += factorial; // 累加到总和中
    }

    printf("%.2e\n", sum); // 输出科学计数法表示的和，保留两位小数

    return 0;
}