于纵横交错的矩阵间:二维数组与多维数据的默契和鸣

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大家好啊,我是小象٩(๑òωó๑)۶
我的博客:Xiao Xiangζั͡ޓއއ

很高兴见到大家,希望能够和大家一起交流学习,共同进步。*

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接着上节课的内容,这一节我们来学习二维数组,学习二维数组的概念和创建,明白二维数组的初始化,学会不完全初始化,完全初始化,按照行初始化的形式,熟悉二维数组的使用,学习其中二维数组的下标和输入输出的知识,最后了解二维数组的存储…

文章目录

  • 开篇
  • 一、二维数组的创建
    • 1.1 二维数组的概念
    • 1.2 二维数组的创建
  • 二、二维数组的初始化
    • 2.1 不完全初始化
    • 2.2 完全初始化
    • 2.3 按照行初始化
    • 2.4 初始化时省略行,但不能省略列
  • 三、二维数组的使用
  • 3.1 二维数组的下标
    • 3.2 二维数组的输入和输出
  • 四、二维数组在内存中的存储
  • 五、C99中的变长数组
  • 两个数组小练习
  • 五、结尾

开篇

上节课我们给大家分享了一维数组的创建、初始化,使用等等内容,这节课我们继续来学习二维数组

一、二维数组的创建

1.1 二维数组的概念

在C语言中,二维数组是一个数组,其元素本身也是数组。这种结构通常用于表示矩阵或表格数据。二维数组可以看作是一个表格,其中每个元素都位于特定的行和列上
前面学习的数组被称为⼀维数组,数组的元素都是内置类型的,如果我们把**一维数组做为数组的元素,这时候就是二维数组,二维数组作为数组元素的数组被称为三维数组,二维数组以上的数组统称为多维数组**。
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1.2 二维数组的创建

我们先来看看二维数组的语法形式:

type arr_name[常量值1][常量值2];
例如:
int arr[3][5];
double data[2][8];

解释:上述代码中出现的信息

• 3表示数组有3行
• 5表示每一行有5个元素
• int 表示数组的每个元素是整型类型
• arr 是数组名,可以根据自己的需要指定名字

data数组意思基本一致。

二、二维数组的初始化

在创建变量或者数组的时候,给定一些初始值,被称为初始化。
在C语言中,二维数组的初始化是指在数组声明时为其元素赋予初始值的过程二维数组是一个数组的数组,因此其初始化涉及到为每一行(即内层数组)的元素指定初始值。
那二维数组如何初始化呢?像一维数组一样,也是使用大括号初始化的
下面我们来看三种初始化方式:

2.1 不完全初始化

举个例子:

int arr1[3][5] = {1,2};
int arr2[3][5] = {0};

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2.2 完全初始化

int arr3[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};

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2.3 按照行初始化

int arr4[3][5] = {{1,2},{3,4},{5,6}};

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PS:二维数组完全可以理解为是若干个一维数组组合而成,所以我们可以在外面的大括号里面对其中的元素添加小括号,就像上面的一样,小括号可以理解为一个个一维数组。

2.4 初始化时省略行,但不能省略列

如果省略列的话,一行几个数字不能够确定了

//初始化时省略行,但不能省略列
int arr5[][5] = { 1,2,3 };
int arr6[][5] = { 1,2,3,4,5,6,7 };
int arr7[][5] = { {1,2},{3,4},{5,6} };

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三、二维数组的使用

3.1 二维数组的下标

当我们掌握了二维数组的创建和初始化,那我们怎么使用二维数组呢?

在C语言中,二维数组的下标用于访问数组中的特定元素。二维数组可以看作是一个表格,其中每个元素都位于一个特定的行和列上。下标就是用来指定这个行和列位置的数字

二维数组是有行和列的,只要锁定了行和列就能唯一锁定数组中的⼀个元素


C语言规定,二维数组的行是从0开始的,列也是从0开始的,如下所示:

int arr[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};

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图中最右侧绿色的数字表示行号,第一行蓝色的数字表示列号,都是从0开始的,比如,我们说:第2行,第4列,快速就能定位出7。
举个例子:

//二维数组的下标
#include<stdio.h>
int main()
{int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 6,7,8,9,10 };printf("%d\n", arr[2][4]);return 0;
}

看看结果:
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3.2 二维数组的输入和输出

访问二维数组的单个元素我们知道了,那如何访问整个二维数组呢?
其实我们只要能够按照⼀定的规律产生所有的行和列的数字就行;以上一段代码中的arr数组为例,行的选择范围是0-2,列的取值范围是0~4,所以我们可以借助循环实现生成所有的下标。

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7 };int i = 0;//遍历⾏//输⼊for (i = 0; i < 3; i++) //产⽣⾏号{int j = 0;for (j = 0; j < 5; j++) //产⽣列号{scanf("%d", &arr[i][j]); //输⼊数据}}//输出for (i = 0; i < 3; i++) //产⽣⾏号{int j = 0;for (j = 0; j < 5; j++) //产⽣列号{printf("%d ", arr[i][j]); //输出数据}printf("\n");}return 0;
}

输入输出结果:
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四、二维数组在内存中的存储

像⼀维数组⼀样,我们如果想研究二维数组在内存中的存储方式,我们也是可以打印出数组所有元素的地址的。代码如下:

//二维数组的存储
#include<stdio.h>
int main()
{int arr[3][5] = { 0 };int i = 0;int j = 0;for (i = 0; i < 3; i++){for (j = 0; j < 5; j++){printf("&arr[%d][%d] = %p\n", i, j, &arr[i][j]);}}return 0;
}

看看结果:

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从输出的结果来看,每一行内部的每个元素都是相邻的,地址之间相差4个字节,跨行位置处的两个元素(如:arr[0][4]和arr[1][0])之间也是差4个字节,所以二维数组中的每个元素都是连续存放的

五、C99中的变长数组

在C99标准之前,C语言在创建数组的时候,数组大小的指定只能使用常量常量表达式,或者如果我们初始化数据的话,可以省略数组大小
如:

int arr1[10];
int arr2[3+5];
int arr3[] = {1,2,3};

这样的语法限制,让我们创建数组就不够灵活,有时候数组大了浪费空间,有时候数组又小了不够用的。

C99中给⼀个变长数组(variable-length array,简称 VLA)的新特性,变长数组允许在数组声明时使用变量来指定数组的大小,而不是像之前那样只能使用常量或常量表达式。这一特性为程序员提供了更大的灵活性,使得数组的大小可以在运行时动态确定。
请看下面的代码:

int n = a+b;
int arr[n];

上面示例中,数组 arr 就是变长数组,因为它的长度取决于变量 n 的值,编译器没法事先确定,只有运行时才能知道 n 是多少。

变长数组的根本特征,就是数组长度只有运行时才能确定,所以变长数组不能初始化。它的好处是程序员不必在开发时,随意为数组指定⼀个估计的长度,程序可以在运行时为数组分配精确的长度。

有一个比较迷惑的点,变长数组的意思是数组的大小是可以使用变量来指定的,在程序运行的时候,根据变量的大小来指定数组的元素个数,而不是说数组的大小是可变的。数组的大小一旦确定就不能再变化了

变长数组不是数组的长度改变,只是说数组的大小可以用变量来指定

遗憾的是在VS2022上,虽然支持大部分C99的语法,没有支持C99中的变长数组。

两个数组小练习

练习1:多个字符从两端移动,向中间汇聚
编写代码,演示多个字符从两端移动,向中间汇聚

参考:

#include <stdio.h>
int main()
{char arr1[] = "welcome to bit...";char arr2[] = "#################";int left = 0;int right = strlen(arr1) - 1;printf("%s\n", arr2);while (left <= right){Sleep(1000);arr2[left] = arr1[left];arr2[right] = arr1[right];left++;right--;printf("%s\n", arr2);}retutn 0;
}

练习2:在一个升序的数组中查找指定的数字n
参考:

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int left = 0;int right = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;int key = 7;//要找的数字int mid = 0;//记录中间元素的下标int find = 0;while (left <= right){mid = (left + right) / 2;if (arr[mid] > key){right = mid - 1;}else if (arr[mid] < key){left = mid + 1;}else{find = 1;break;}}if (1 == find)printf("找到了,下标是%d\n", mid);elseprintf("找不到\n");
}

五、结尾

这一课的内容就到这里了,下节课继续学习数组的其他一些知识
如果内容有什么问题的话欢迎指正,有什么问题也可以问我!
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