5 数组

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    5 数组

    5.1 概述

    所谓数组，就是一个集合，里面存放了相同类型的数据元素

    特点1：数组中的每个数据元素都是相同的数据类型

    特点2：数组是由连续的内存位置组成的

    5.2 一维数组

    5.2.1 一维数组定义方式

    一维数组定义的三种方式：

    1. 数据类型 数组名[ 数组长度 ];
    2. 数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1, 值2, ...};
    3. 数据类型 数组名[ ] = { 值1, 值2, ...};

    image-20240110110947073

    示例：

    #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    //1. 数据类型 数组名[ 数组长度 ];
    int arr[5];

    //数组元素的下标是从0开始索引的
    arr[0] = 10;
    arr[1] = 20;
    arr[2] = 30;
    arr[3] = 40;
    arr[4] = 50;

    //遍历数组元素
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    cout << "数组的长度 等于 总的字节数除以数组中第一个元素的大小\n" << "size of arr: " << sizeof(arr) << " / " << sizeof(arr[0]) << " = " << size << endl;
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        cout << arr[i] << endl;
    }
    cout << endl;

    
    //2. 数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1, 值2, ...};
    //如果在初始化数据时候，没有全部填写完，会用0来填补剩余数据
    int arr_1[5] = { 51,52,53 };
    int size_1 = sizeof(arr_1) / sizeof(arr_1[0]);
    for (int i = 0; i < size_1; i++)
    {
        cout << arr_1[i] << endl;
    }
    cout << endl;

    
    //3.数据类型 数组名[ ] = { 值1, 值2, ...};
    //定义数组的时候，必须有初始长度
    int arr_2[] = { 101,102,103,104,105,106,107,108 };
    int size_2 = sizeof(arr_2) / sizeof(arr_2[0]);
    for (int i = 0; i < size_2; i++)
    {
        cout << arr_2[i] << endl;
    }
    cout << endl;

    
    system("pause");

    return 0;

}
    数组的长度 等于 总的字节数除以数组中第一个元素的大小
size of arr: 20 / 4 = 5
10
20
30
40
50

51
52
53
0
0

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请按任意键继续. . .

    如何用 sizeof 操作符在 C 语言中查找数组的大小

    总结1：数组名的命名规范与变量名命名规范一致，不要和变量重名

    总结2：数组中下标是从0开始索引

    5.2.2 一维数组数组名

    一维数组名称的用途：

    1. 可以统计整个数组在内存中的长度
    2. 可以获取数组在内存中的首地址

    image-20240111102352309

    #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    //1. 可以统计整个数组在内存中的长度
    int arr[10] = { 1,2.3,4,5,6,7,8,9,10 };
    cout << "整个数组占用内存空间为：" << sizeof(arr) << endl; 
    //一个int类型占4个内存空间（4个字节），arr[10]有10个元素，所以占用40个字节
    cout << "每个元素占用内存空间为：" << sizeof(arr[0]) << endl; 
    cout << "数组中元素个数为：" << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;


    //2. 可以获取数组在内存中的首地址
    cout << "数组首地址为：" << (int)arr << endl;
    cout << "数组中第一个元素地址为：" << (long long)&arr[0] << endl;
    cout << "数组中第二个元素地址为：" << (long)&arr[1] << endl;


    //arr = 100; //错误！数组名是常量，因此不可以赋值

    system("pause");

    return 0;

}
    整个数组占用内存空间为：40
每个元素占用内存空间为：4
数组中元素个数为：10
数组首地址为：9435480
数组中第一个元素地址为：9435480
数组中第二个元素地址为：9435484
请按任意键继续. . .

    练习案例1：五只小猪称体重

    案例描述：

    在一个数组中记录了五只小猪的体重，如：int arr[5] = { 300,350,200,400,250 };

    找出并打印最重的小猪体重。

    解题思路：

    image-20240111105251820

    #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    //1、创建5只小猪体重数组
    int arr[5] = { 300,350,200,400,250 };
    //2、从数组中找到最大值
    int max = 0; //先认定一个最大值为0
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        if (arr[i] > max)
        {
            max = arr[i];
        }
    }
    //3、打印最大值
    cout << "最重的小猪体重为：" << max << endl;

    system("pause");

    return 0;

}

    练习案例2：数组元素逆置

    案例描述：请声明一个5个元素的数组，并且将元素逆置。

    (如原数组元素为：1,3,2,5,4; 逆置后输出结果为：4,5,2,3,1)：

    解题思路：

    屏幕截图_20240111_152016

    #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    //1、创建数组
    int arr[5] = { 1,3,2,5,4 };
    cout << "数组逆置前：" << endl;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout << arr[i] << endl;
    }
    /*
    2、实现逆置
    2.1 记录起始下标位置
    2.2 记录结束下标位置
    2.3 起始下标与结束下标的元素互换
    2.4 起始位置++结束位置-
    2.5 循环执行2.1操作，直到起始位 >= 结束位置
    */
    int start = 0;
    int end = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;

    while (start < end)
    {
        //实现元素互换
        int temp = arr[start];
        arr[start] = arr[end];
        arr[end] = temp;

        //下标更新
        start++;
        end--;
    }
    
    //3、打印逆置后的数组
    cout << "数组逆置后：" << endl;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout << arr[i] << endl;
    }

    system("pause");

    return 0;

}

    5.2.3 冒泡排序

    作用：最常用的排序算法，对数组内元素进行排序

    1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
    2. 对每一对相邻元素做同样的工作，执行完毕后，找到第一个最大值。
    3. 重复以上的步骤，每次比较次数-1，直到不需要比较

    image-20240111153505307

    示例：将数组 { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 } 进行升序排序

    屏幕截图_20240111_155159

    #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    //利用冒泡排序实现升序序列
    int arr[] = { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 };
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    cout << "排序前" << endl;
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    //开始冒泡排序
    //排序总轮数 = 元素个数 - 1
    for (int i = 0; i < size - 1; i++)
    {
        //内层循环对比
        //每轮对比次数 = 元素个数 - 排序轮数 - 1
        for (int j = 0; j < size - i - 1; j++)
        {
            //如果第一个数字大于第二个数字，交换两个数字
            if (arr[j] > arr[j + 1])
            {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }

    cout << "排序后" << endl;
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    system("pause");

    return 0;

}
    排序前
4 2 8 0 5 7 1 3 9
排序后
0 1 2 3 4 5 7 8 9
请按任意键继续. . .

    5.3 二维数组

    二维数组就是在一维数组上，多加一个维度。

    image-20240111165733120

    5.3.1 二维数组定义方式

    二维数组定义的四种方式：

    1. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];
    2. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1, 数据2}, {数据3, 数据4} };
    3. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4 };
    4. 数据类型 数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4 };
    建议：以上4种定义方式，利用第二种更加直观，提高代码的可读性

    示例：

    1. #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    //1. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];
    int arr[2][3];
    arr[0][0] = 1;
    arr[0][1] = 2;
    arr[0][2] = 3;
    arr[1][0] = 4;
    arr[1][1] = 5;
    arr[1][2] = 6;
    //外层循环打印行数，内层循环打印列数
    for (int i = 0; i < 2; i++) 
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            cout << arr[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    system("pause");

    return 0;

}
    2. #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    //2. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1, 数据2}, {数据3, 数据4} };
    int arr[2][3] =
    {
        {1,2,3},
        {4,5,6}
    };
    
    for (int i = 0; i < 2; i++) 
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            cout << arr[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    system("pause");

    return 0;

}
    3. #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    //3. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4 };
    int arr[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
    
    for (int i = 0; i < 2; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            cout << arr[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    system("pause");

    return 0;

}
    4. #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    //4. 数据类型 数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4 };
    int arr[][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
    
    for (int i = 0; i < 2; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            cout << arr[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    system("pause");

    return 0;

}
      总结：在定义二维数组时，如果初始化了数据，可以省略行数

    5.3.2 二维数组数组名

    • 查看二维数组所占内存空间
    • 获取二维数组首地圳
    #include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    int arr[2][3] =
    {
        {1,2,3},
        {4,5,6}
    };
    //二位数组名称用途

    //1、查看占用内存空间大小
    cout << "该二维数组占用内存空间为：" << sizeof(arr) << " byte" << endl; // 4*6=24
    cout << "该二维数组第一行占用内存空间为：" << sizeof(arr[0]) << " byte" << endl; // 4*3=12
    cout << "该二维数组第一个元素占用内存空间为：" << sizeof(arr[0][0]) << " byte" << endl; // 4
    cout << "该二维数组的行数为：" << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;
    cout << "该二维数组的列数为：" << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl;

    //2、查看二维数组的首地址
    cout << "该二维数组的首地址为：" << (int)arr << endl;
    cout << "该二维数组的第一行首地址为：" << (int)arr[0] << endl;
    cout << "该二维数组的第二行首地址为：" << (int)arr[1] << endl;
    cout << "该二维数组的第一个元素的首地址为：" << (int)&arr[0][0] << endl; //  arr[0][0] 表示的是第一个元素的值，前面加取址符 & 是为了获取该值的地址
    cout << "该二维数组的第二个元素的首地址为：" << (int)&arr[0][1] << endl;

    system("pause");

    return 0;

}
    该二维数组占用内存空间为：24 byte
该二维数组第一行占用内存空间为：12 byte
该二维数组第一个元素占用内存空间为：4 byte
该二维数组的行数为：2
该二维数组的列数为：3
该二维数组的首地址为：9894128
该二维数组的第一行首地址为：9894128
该二维数组的第二行首地址为：9894140
该二维数组的第一个元素的首地址为：9894128
该二维数组的第二个元素的首地址为：9894132
请按任意键继续. . .

    5.3.3 二维数组应用案例

    考试成绩统计：

    案例描述：有三名同学（张三，李四，王五），在一次考试中的成绩分别如下表，请分别输出三名同学的总成绩

    语文数学英语
    张三100100100
    李四9050100
    王五607080
    #include<iostream>
using namespace std;
//#include<string>

int main() {

    //二维数组案例-考试成绩统计
    
    // 1、创建二维数组
    int scores[3][3] =
    {
        {100,100,100},
        {90,50,100},
        {60,70,80}
    };

    string names[3] = { "张三","李四","王五" };

    // 2、统计每个人的总和分数
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        int sum = 0; //统计分数总和
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            sum += scores[i][j];
            //cout << scores[i][j] << " ";
        }
        cout << names[i] << "的总分为：" << sum << endl;
    }


    system("pause");

    return 0;

}
    张三的总分为：300
李四的总分为：240
王五的总分为：210
请按任意键继续. . .
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