C语言：第08天笔记

内容提要

• 数组

  • 排序算法：冒泡排序

  • 二维数组

  • 字符数组

数组

冒泡排序

• 排序思想（向前冒泡）：

  • 一次只排好一个数，针对n个数，最差情况需要n-1次就可以排好

  • 每次排序假定第一个元素是最大或者最小的，用第一个元素的后面的元素一一与第一个元素比较，遇到较大或者较小的和第一个元素交换，访问完数组的最后一个元素，就排好了一个数。

  • 在余下的数中，在次应用第2步的操作，直到只剩下1个数。

  • 动图演示：

• 推理：

  例如：将 5,4,3,2,1冒泡排序为 1,2,3,4,5

  排序演示：

  • 第0轮：5,4,3,2,1 → 4,3,2,1,5 比较4次 = 数组长度5 - 轮数0 - 1

  • 第1轮：4,3,2,1,5 → 3,2,1,4,==5 ==比较3次 = 数组长度5 - 轮数1 - 1

  • 第2轮：3,2,1,4,5 → 2,1,3,4,5 比较2次 = 数组长度5 - 轮数2 - 1

  • 第3轮：2,1,3,4,5 → 1,2,3,4,5 比较1次 = 数组长度5 - 轮数3 - 1

    总结

  • 案例涉及到5个数的排序，排序了4轮，得到：轮数 = 元素个数（数组长度） - 1，我们可以

    通过一个外层for循环实现轮数的遍历。

  • 案例涉及的每一轮中数列的排序次数，计算规则：次数 = 元素个数 - 轮数 - 1，我们可以通

    过一个内层for循环实现每一轮次数的遍历。

  • 每一次比较过程中，两个数涉及到位置交换，比如a = 3, b = 4，交换ab的数据变为 a = 4,b =

    3，应该如何实现：

    • 引入一个临时变量temp，将a的值赋值给temp，int temp = a;

    • 将b的值赋值给a，a = b;

    • 将temp的值赋值给a，a = temp;

• 衍生：

  冒泡排序 → 鸡尾酒排序 → 摇床排序

二维数组

定义

二维数组本质上是一个行列式组合，也就是说二维数组由行和列两部分组成。属于多维数组，二维数组数据通过行列进行解读。

二维数组可被视为一个特殊的一维数组，相当于二维数组又是一个特殊的一维数组，只不过它的元素是一维数组。（数组的元素的类型可以是数组类型）

语法

 数据类型 数组名[行数][列数]

行数：外层数组的数组容量

列数：内层数组的数组容量

说明

• 二维数值在初始化的时候可以省略行数，系统会通过初始化后的数据自动推断行数。

• 二维数组和一维数组一样，也可以部分初始化，未初始化的数据默认使用0或者\0 对应的ASCII是0补齐

举例

 int arr[3][3] = {{11,12,13},{21,22,23},{31,32,33}};//等价于
 int arr[][3] = {{11,12,13},{21,22,23},{31,32,33}}; //二维数组初始化可以省略行号
 ​
 int arr[3][3] = {{11,12},{21,22,23},{31}}   //正确
 int arr[3][3] = {{11,12，0},{21,22,23},{31，0,0}} //正确
 ​
 int arr[3][3] = {0};   //所有位置用0补齐
 int arr[3][3] = {};    //所有位置用0补齐
 int arr[3][3] = {11};  //除了0行0列用11，其余都用0补齐
 ​
 int arr[][] = {{11,12,13},{21,22,23},{31,32,33}};  // 错误
 int arr[3][] = {{11,12,13},{21,22,23},{31,32,33}}; //错误

注意：在C语言中，二维数组在计算机的存储顺序是按行进行的，即第一维的（行）下标变化慢，第二维的（列）下标变化快。

应用场合

主要是应用于对行列有要求的情况，比如 我们现在要存储西安粤嵌所有在班学生的成绩。

还有就是字符数组的应用，比如用数组存储学生的姓名。

特殊写法

• 下标可以是整型表达式，如：a[2-1][2*2-1] → a[1][3]

• 下标可以是已经有值的变量或数组元素，如：a[2*x-1][b[3][1]]

• 数组元素可以出现在表达式中，如：b[1][2] = a[2][3]/2

注意：使用数组元素的下标应在已定义数组的大小范围内，应注意区别定义数组大小和引用数组元素的区别。

案例

案例1

• 需求：二维数组的遍历

• 分析：

  • 二维数组的遍历需要使用双层的for循环，外层控制行，内层控制列

  • 取数据：arr[行号][列数]

• 代码

   /*************************************************************************
     > File Name:    demo02.c
     > Author:       
     > Description:  
     > Created Time: 2025年03月12日 星期三 11时17分17秒
    ************************************************************************/
   #include <stdio.h>
   ​
   int main(int argc,char *argv[])
   {
       //创建一个二维数组
       int arr[][3] = {{11},{21,22},{31,32,33}}
       
       //获取行数组容量和列数组容量
       int row = sizeof(arr) /sizeof(arr[0][0]);
       int col = sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]);
       
       //遍历数组
       //外层循环控制行
       for (int i = 0; i < row; i++)
       {
           //内层循环控制列（可以计算列的大小）
           //int col = sizeof(arr[i]) / sizeof(arr[i][0])
           for(int j = 0; j < col; j++)
           {
               //输出元素
               printf("%-3d",arr[i][j]);
            }
       }
       printf("\n");
       return 0;
   }

案例2

• 需求：矩阵的转置

• 分析：

  • 所谓的转置，就是原本的列变行，行变列

• 代码

   /*************************************************************************
     > File Name:    demo03.c
     > Author:       
     > Description:  
     > Created Time: 2025年03月12日 星期三 11时21分53秒
    ************************************************************************/
   ​
   #include <stdio.h>
   #define ROW 2
   #define COL 3
   ​
   int main(int argc,char *argv[])
   {
       //
       int i,j;
       //创建数组
       int arr_before[ROW][COL] = {{11,12,13},{21,22,23}};
       int arr_after[COL][ROW] = {0};
   ​
       //计算数组大小
       int arr_before_row = sizeof(arr_before) / sizeof(arr_before[0]);
       int arr_before_col = sizeof(arr_before[0]) / sizeof(arr_before[0][0]);
   ​
       int arr_after_row = sizeof(arr_after) / sizeof(arr_after[0]);
       int arr_after_col = sizeof(arr_after[0]) / sizeof(arr_after[0][0]);
   ​
       //通过循环实现数组转置
       for(i = 0; i < arr_before_row; i++)
       {
           for(j = 0; j < arr_before_col; j++)
           {
               //输出前
               printf("%-4d",arr_before[i][j]);
               //转置后
               arr_after[j][i] = arr_before[i][j];
           }
           printf("\n");
       }
       printf("\n");
       
       printf("转置后\n");
       for(i = 0; i < arr_after_row; i++)
       {
           for(j = 0; j < arr_after_col; j++)
           {
               printf("%-4d",arr_after[i][j]);
           }
           printf("\n");
       }
       printf("\n");
   ​
       return 0;
   }
   ​
  

扩展练习

• 需求：求一个3行3列的矩阵对角线上元素之和。

• 总结：等行等列的矩阵，转置前后，对角线上的数据相等

字符数组

在C语言中，支持常量字符串，不支持变量字符串，如果想要实现类似的变量字符串，C语言提供了两种

• 字符数组

   char name[] = "哪吒";

• 字符指针

   char *name = "哪吒"

概念

元素类型为char字符型的数组，字符数组往往是用来存储字符串数据的。需要注意的是，我们C语言中的字符是字节字符。

测试题：

 char a = 'A';     //正确
 char b = '1';     //正确
 char c = 65;      //正确，ASCII码
 char d = "A";     //错误，char字符不能使用双引号
 char e = '王';    //错误，因为一个中文汉字占2个字节

语法

//一维数组
char 数组名[数组容量];

//二维数组
char 数组名[行容量][列容量];

字符数组的语法就是我们前面所学的一维数组和二维数组的语法，只不过数据类型时char而已。

注意：

如果我们的char数组初始化的时候，没有完全初始化值的时候，使用‘\0’进行填充，注意，这里的‘\0’只是起到一个占位或者标识的作用，无法通过printf打印输出。

比如：

char c[9] = {'h','e','l','l','o'};                  //等价于下面
char c[9] = {'h','e','l','l','o','\0','\0','\0'};

案例

案例1

• 需求：

• 输出一个字符序列（I LOVE YOU）

• 代码：

  /*************************************************************************
    > File Name:    demo04.c
    > Author:       
    > Description:  
    > Created Time: 2025年03月12日 星期三 14时32分42秒
   ************************************************************************/
  
  #include <stdio.h>
  
  int main(int argc,char *argv[])
  {
      //创建一个数组，存储I LOVE YOU ASCII中对应空格：' '，其对应的ASCII值为32    
      char arr[] = {'I',' ','L','O','V','E',32,'Y','O','U'};
  
      //计算数组大小
      int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  
      //通过for循环遍历数组
      for(int i = 0; i < len; i++){
          printf("%c",arr[i]);
      }
      printf("\n");
  
      
      return 0;
  }
  

案例2

• 需求：空心菱形

• 代码：

  /*************************************************************************
    > File Name:    demo05.c
    > Author:       
    > Description:  
    > Created Time: 2025年03月12日 星期三 14时45分46秒
   ************************************************************************/
  
  #include <stdio.h>
  
  int main(int argc,char *argv[])
  {
      char arr[5][5] = {
          {' ',' ','*',' ',' '},
          {' ','*',' ','*',' '},
          {'*',' ',' ',' ','*'},
          {' ','*',' ','*',' '},
          {' ',' ','*',' ',' '}
      };
  
          //计算
          int row = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
          int col = sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]);
  
          //
          for(int i = 0; i < row; i++){
              for(int j = 0; j < col; j++){
                  printf("%c",arr[i][j]);
              }
              printf("\n");
          }
          printf("\n");
      return 0;
  }
  

注意：

①如果定义时，不初始化，元素值不确定（指针定义在函数中的数组）

char arr1[2];
char arr2[5] = {'a','b','c'};//剩余\0填充

②如果提供的字符个数大于数组长度，则按照语法错误处理（会报警告，但是编译通过）；如果字符个数小于数组长度，后面的元素自动补\0

char arr1[2] = {'h','e','l'};    //会报警告，但是编译通过
char arr2[3] = {'a'};            //正确，后面的元素自动补\0

③如果提供的字符个数与数组长度相同，可以省略数组长度，系统会自动确定元素个数，适合字符较多时。

char arr1[] = {'b','u'};   //正确

字符串结束标志

说明

• C语言规定，字符串以字符\0作为结束标志

• 编译系统对字符串常量自动加一个\0作为结束标志，比如“hello”实际上存储{'h','e','l','l','o'}

• 程序中往往通过判断\0来检测字符串是否结束。

• \0的ASCII码是0，不是一个可显示可输出的字符，是“空操作符”，它什么都不做，不会增加有效字符，仅仅用作一个工程判别的标志或者在字符数组中占位。

  char a[] = {'h','i'};
  char a[] = {'h','i','\0'};
  char b[] = "hello";        //实际为hello\0

字符数组的多样表示

我们的char数组可以以数组的形式一个一个输出，也可以以字符串的形式整体输出

案例：

/*************************************************************************
  > File Name:    demo06.c
  > Author:       
  > Description:  
  > Created Time: 2025年03月12日 星期三 15时31分38秒
 ************************************************************************/

#include <stdio.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    //输入
    char s1[] = {'h','e','l','l','o',' ','w','o','r','l','d','\0'};
    char s2[] = {"hello world"};
    char s3[] = "hello world";

    //输出
    for(int i =0; i < sizeof(s3) / sizeof(s3[0]); i++){
        //过滤\0
        if(s1[i] == '\0' || s2[i] == '\0' || s3[i] == '\0') continue; 

        printf("%c,%c,%c\n",s1[i],s2[i],s3[i]);
    }
    printf("\n");
    //
    printf("%s,%s,%s\n",s1,s2,s3);
    printf("\n");
    return 0;
}

注释：

• 字符串的长度与字符数组的长度不一定相同。

  char c[] = {'h','\0','i','\0'};
  //c作为数组，长度为：4
  //c作为字符串，长度为：1

• 利用字符串常量可以对字符数组进行初始化，但不能用字符串常量对字符数组赋值。

  //正确
  char arr1[6] = "hello";
  
  //错误
  char arr2[6];
  arr2 = "hello";

字符串的基础操作

在用格式化说明符%s进行输入输出时，其输入输出项均为数组名，但在输入时，相邻

两个字符串之间要用空格分隔，系统将自动在字符串后加上\0，在输出时，遇到\0结束

对于字符串的操作，需要使用系统提供的API函数

字符串输入

scanf

语法：

scanf("%s",数组名);

注意：数组名对应的数组只能是char类型

注意：采用scanf进行字符串输入，要求字符串中不能有空格，否则字符串遇到空格就会结束

fgets

语法：

fgets(数组名,数组容量,stdin)；

功能：

从键盘录入一个字符串常量到字符数组，返回字符数组的地址（首地址，默认返回的地址，一般用12位16进制数表示）

说明：

采用fgets进行字符串输入，可获取所有输入的字符串，包含\0，在实际的字符串处理时，我们可能需要手动处理\0

注意：

①如果输入的字符串不包括空格或换行，可以使用scanf或者fgets

②如果输入的字符串不包括空格或换行，可以使用fgets

字符串输出

printf

语法：

printf("%s",数组名);

fputs

语法：

fputs(数组名,stdout);

功能：

输出一个字符串

说明：

字符串可以包含转移字符（可以识别）

案例：

printf("您的名字是");
fputs(a,stdout);

关于字符的输入：

• scanf("%c","地址")

• getchar();

关于单字符的输出：

• printf("%c",....)

• putchar();