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C语言数组编程实例

article 2025/1/30 12:07:28

概念

数组的初始化

访问数组元素

注意事项

编程实例

1. 基础操作

2. 常见算法

实际应用

4. 高级技巧

5. 应用场景

总结

概念

在C语言中，数组是一种用于存储相同类型数据项的集合。数组中的每个元素都拥有相同的变量名和数据类型，并通过索引来区分不同的元素。数组为处理大量相同类型的数据提供了一种有效的方法，使得代码更加简洁和易于管理。

1.一维数组：最简单的数组形式，可以看作是线性表。声明格式：

type arrayName[arraySize];

其中type是数组中元素的数据类型，arrayName是数组的名字，arraySize定义了数组能容纳的元素个数。

2.多维数组：除了最常见的二维数组外，还可以有三维甚至更多维度的数组。二维数组常用来表示矩阵或表格。声明格式（以二维数组为例）：

type arrayName[rowSize][columnSize];

数组的初始化

数组可以在声明时进行初始化，对于一维数组：

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

对于二维数组：

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

如果没有明确指定数组大小，编译器会根据提供的初始化列表自动确定数组大小。

访问数组元素

数组元素通过索引访问，索引从0开始。例如，对于一个名为arr的一维数组，arr[0]表示第一个元素，arr[1]表示第二个元素，以此类推。

数组与指针的关系

指针数组与动态数据访问-CSDN博客

注意事项

1.数组的大小一旦确定，在程序运行期间不能改变。
2.访问超出数组范围的元素会导致未定义行为，可能会导致程序崩溃或产生不可预料的结果。
3.C语言不进行边界检查，因此程序员需要自己确保不会发生越界访问。

数组是C语言中最基本的数据结构之一，广泛应用于各种编程场景中，理解数组的工作原理和使用方法对于编写高效的C程序至关重要。

编程实例

1. 基础操作

示例1：数组初始化、遍历与求和

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50}; // 初始化数组
    int sum = 0;

    // 遍历数组并求和
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("arr[%d] = %d\n", i, arr[i]);
        sum += arr[i];
    }

    printf("数组元素总和：%d\n", sum);
    return 0;
}

输出：

arr[0] = 10
arr[1] = 20
...
数组元素总和：150

示例2：查找数组中的最大值

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[] = {3, 7, 2, 9, 5};
    int max = arr[0]; // 假设第一个元素是最大值
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 计算数组长度

    for (int i = 1; i < size; i++) {
        if (arr[i] > max) {
            max = arr[i];
        }
    }

    printf("最大值：%d\n", max);
    return 0;
}

输出：

最大值：9

2. 常见算法

示例3：冒泡排序（升序）

#include <stdio.h>

//冒泡排序函数
void bubbleSort(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < size - i - 1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                // 交换元素
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

//主函数
int main() {
    int arr[] = {5, 3, 8, 1, 2};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    bubbleSort(arr, size);

    printf("排序后数组：");
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }

    return 0;
}

输出：

排序后数组：1 2 3 5 8

示例4：二维数组（矩阵转置）

#include <stdio.h>

#define ROWS 3
#define COLS 3

int main() {
    int matrix[ROWS][COLS] = {
  
  {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
    int transposed[COLS][ROWS];

    // 转置矩阵
    for (int i = 0; i < ROWS; i++) {
        for (int j = 0; j < COLS; j++) {
            transposed[j][i] = matrix[i][j];
        }
    }

    // 打印转置结果
    printf("转置矩阵：\n");
    for (int i = 0; i < COLS; i++) {
        for (int j = 0; j < ROWS; j++) {
            printf("%d ", transposed[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

输出：

实际应用

示例5：动态数组（使用指针）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int size;
    printf("输入数组大小：");
    scanf("%d", &size);

    // 动态分配内存
    int *arr = (int *)malloc(size * sizeof(int));
    if (arr == NULL) {
        printf("内存分配失败！");
        return 1;
    }

    // 输入元素
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("输入元素 %d：", i);
        scanf("%d", &arr[i]);
    }

    // 输出元素
    printf("动态数组内容：");
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }

    free(arr); // 释放内存
    return 0;
}

示例6：字符串数组（统计元音字母）

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

int main() {
    char str[] = "Hello, World!";
    int vowels = 0;

    for (int i = 0; i < strlen(str); i++) {
        char c = str[i];
        if (c == 'a' || c == 'e' || c == 'i' || c == 'o' || c == 'u' ||
            c == 'A' || c == 'E' || c == 'I' || c == 'O' || c == 'U') {
            vowels++;
        }
    }

    printf("元音字母数量：%d\n", vowels);
    return 0;
}

输出：

元音字母数量：3

4. 高级技巧

示例7：数组作为函数参数

#include <stdio.h>

// 函数参数传递数组（本质是指针）
void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
}

int main() {
    int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    printArray(arr, size);
    return 0;
}

示例8：数组越界问题（错误示例）

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[3] = {1, 2, 3};
    arr[3] = 4; // 越界访问，可能导致程序崩溃或数据损坏
    printf("%d", arr[3]);
    return 0;
}

警告： 数组越界是未定义行为（UB），需严格避免！

5. 应用场景

示例9：学生成绩统计

#include <stdio.h>

int main() {
    int scores[5] = {85, 92, 78, 90, 88};
    int total = 0;
    float average;

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        total += scores[i];
    }

    average = (float)total / 5;
    printf("总分：%d\n平均分：%.2f\n", total, average);
    return 0;
}

示例10：反转数组

#include <stdio.h>

void reverseArray(int arr[], int size) {
    int start = 0;
    int end = size - 1;

    while (start < end) {
        int temp = arr[start];
        arr[start] = arr[end];
        arr[end] = temp;
        start++;
        end--;
    }
}

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    reverseArray(arr, size);

    printf("反转后的数组：");
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }

    return 0;
}