經(jīng)典C語(yǔ)言課件譚浩強(qiáng)版第七章.數(shù)組

經(jīng)典C語(yǔ)言課件譚浩強(qiáng)版第七章.數(shù)組contents目錄數(shù)組概念與分類一維數(shù)組操作詳解二維數(shù)組操作詳解字符數(shù)組與字符串處理數(shù)組在算法中應(yīng)用數(shù)組優(yōu)化技巧與注意事項(xiàng)01數(shù)組概念與分類數(shù)組是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)相同類型的元素集合。數(shù)組在內(nèi)存中占據(jù)連續(xù)的存儲(chǔ)空間，可以通過(guò)下標(biāo)訪問(wèn)數(shù)組元素。數(shù)組的主要作用是方便地管理和操作一組數(shù)據(jù)，提高程序效率。數(shù)組定義及作用只有一個(gè)下標(biāo)的數(shù)組，線性排列的一組元素。一維數(shù)組具有多個(gè)下標(biāo)的數(shù)組，可以表示更復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如二維數(shù)組、三維數(shù)組等。多維數(shù)組一維數(shù)組與多維數(shù)組可以通過(guò)下標(biāo)訪問(wèn)數(shù)組元素，下標(biāo)從0開(kāi)始計(jì)數(shù)。在一些編程語(yǔ)言中，還可以使用指針或引用間接訪問(wèn)數(shù)組元素。數(shù)組在內(nèi)存中連續(xù)存儲(chǔ)，每個(gè)元素占用相同大小的存儲(chǔ)空間。數(shù)組存儲(chǔ)方式與訪問(wèn)方法數(shù)組在程序設(shè)計(jì)中應(yīng)用數(shù)組可以用于存儲(chǔ)和操作大量數(shù)據(jù)，如排序、查找等算法。數(shù)組可以表示圖像中的像素矩陣，用于圖像處理算法。在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，數(shù)組常用于矩陣運(yùn)算、數(shù)值分析等任務(wù)。在游戲開(kāi)發(fā)中，數(shù)組可以用于存儲(chǔ)游戲?qū)ο?、地圖數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)處理圖形圖像處理科學(xué)計(jì)算游戲開(kāi)發(fā)02一維數(shù)組操作詳解

一維數(shù)組聲明與初始化聲明一維數(shù)組使用`dataTypearrayName[arraySize];`格式聲明一維數(shù)組，其中`dataType`是數(shù)據(jù)類型，`arrayName`是數(shù)組名，`arraySize`是數(shù)組大小。初始化一維數(shù)組在聲明數(shù)組的同時(shí)，可以使用大括號(hào)`{}`對(duì)數(shù)組進(jìn)行初始化，如`intarr[5]={1,2,3,4,5};`。部分初始化一維數(shù)組如果只初始化部分元素，剩余元素將自動(dòng)初始化為0（對(duì)于整型數(shù)組）或空字符（對(duì)于字符型數(shù)組）。03使用do-while循環(huán)遍歷數(shù)組同樣可以實(shí)現(xiàn)遍歷，但需要注意循環(huán)條件和循環(huán)變量的初始值設(shè)置。01使用for循環(huán)遍歷數(shù)組通過(guò)循環(huán)變量從0到數(shù)組長(zhǎng)度減1，依次訪問(wèn)數(shù)組中的每個(gè)元素。02使用while循環(huán)遍歷數(shù)組與for循環(huán)類似，通過(guò)條件判斷和循環(huán)變量的自增來(lái)實(shí)現(xiàn)遍歷。遍歷一維數(shù)組元素通過(guò)遍歷數(shù)組并比較每個(gè)元素與目標(biāo)值是否相等來(lái)查找特定元素。查找元素修改元素注意數(shù)組越界問(wèn)題找到特定元素后，可以直接通過(guò)數(shù)組下標(biāo)來(lái)修改該元素的值。在查找和修改元素時(shí)，需要注意數(shù)組下標(biāo)是否越界，以避免程序出錯(cuò)。030201查找和修改特定元素通過(guò)相鄰元素比較和交換，將較大（或較?。┑脑刂饾u推送到數(shù)組的一端，從而實(shí)現(xiàn)排序。冒泡排序每次從未排序的元素中選擇最小（或最大）的元素，將其與未排序序列的第一個(gè)元素交換位置，從而實(shí)現(xiàn)排序。選擇排序?qū)⑽磁判虻脑刂饌€(gè)插入到已排序序列的合適位置中，從而實(shí)現(xiàn)排序。插入排序通過(guò)交換數(shù)組兩端元素的位置，逐漸向數(shù)組中心逼近，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)組的逆序操作。逆序操作排序和逆序操作03二維數(shù)組操作詳解聲明二維數(shù)組dataTypearrayName[rowSize][colSize];其中，dataType是數(shù)據(jù)類型，arrayName是數(shù)組名，rowSize是行數(shù)，colSize是列數(shù)。初始化二維數(shù)組可以在聲明時(shí)直接初始化，如`intarray[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};`；也可以部分初始化，未初始化的元素將自動(dòng)賦值為0。二維數(shù)組聲明與初始化使用嵌套循環(huán)遍歷二維數(shù)組：外層循環(huán)控制行，內(nèi)層循環(huán)控制列，依次訪問(wèn)每個(gè)元素。遍歷二維數(shù)組元素示例代碼```cintarray[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};遍歷二維數(shù)組元素for(inti=0;i<3;i){for(intj=0;j<4;j){printf("%d",array[i][j]);遍歷二維數(shù)組元素}printf("n");遍歷二維數(shù)組元素}```遍歷二維數(shù)組元素通過(guò)指定行索引和列索引，可以訪問(wèn)二維數(shù)組中的特定元素。查找元素同樣地，通過(guò)指定行索引和列索引，可以修改二維數(shù)組中的特定元素。修改元素查找并修改二維數(shù)組中的元素示例代碼查找和修改特定元素```cintarray[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};introw=1,col=2;//要查找的元素位于第2行第3列（索引從0開(kāi)始）查找和修改特定元素intelement=array[row][col];//查找元素printf("Theelementat(%d,%d)is%dn",row,col,element);array[row][col]=100;//修改元素查找和修改特定元素printf("Theelementat(%d,%d)hasbeenmodifiedto%dn",row,col,array[row][col]);```查找和修改特定元素矩陣轉(zhuǎn)置將二維數(shù)組的行和列互換，得到轉(zhuǎn)置矩陣?？梢酝ㄟ^(guò)交換行索引和列索引實(shí)現(xiàn)。矩陣乘法對(duì)于兩個(gè)二維數(shù)組（矩陣）A和B，如果A的列數(shù)等于B的行數(shù)，則可以進(jìn)行矩陣乘法運(yùn)算。結(jié)果矩陣C的行數(shù)等于A的行數(shù)，列數(shù)等于B的列數(shù)。矩陣乘法的計(jì)算過(guò)程涉及嵌套循環(huán)和數(shù)組元素的訪問(wèn)。矩陣轉(zhuǎn)置和乘法運(yùn)算示例代碼：矩陣轉(zhuǎn)置和乘法運(yùn)算矩陣轉(zhuǎn)置和乘法運(yùn)算```c//矩陣轉(zhuǎn)置intarray[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};矩陣轉(zhuǎn)置和乘法運(yùn)算03for(intj=0;j<4;j){01inttranspose[4][3];02for(inti=0;i<3;i){矩陣轉(zhuǎn)置和乘法運(yùn)算transpose[j][i]=array[i][j];矩陣轉(zhuǎn)置和乘法運(yùn)算123}}//矩陣乘法矩陣轉(zhuǎn)置和乘法運(yùn)算0102矩陣轉(zhuǎn)置和乘法運(yùn)算intB[4][2]={{1,2},{3,4},{5,6},{7,8}};intA[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};01intC[3][2]={0};02for(inti=0;i<3;i){03for(intj=0;j<2;j){矩陣轉(zhuǎn)置和乘法運(yùn)算for(intk=0;k<4;k){C[i][j]+=A[i][k]*B[k][j];矩陣轉(zhuǎn)置和乘法運(yùn)算}}}```01020304矩陣轉(zhuǎn)置和乘法運(yùn)算04字符數(shù)組與字符串處理使用`char`類型定義數(shù)組，用于存儲(chǔ)字符序列。字符數(shù)組定義可以直接賦值字符串字面量，或使用字符數(shù)組元素逐個(gè)初始化。初始化方式字符數(shù)組大小應(yīng)足夠存儲(chǔ)所需字符串及空字符`0`。注意事項(xiàng)字符數(shù)組定義及初始化輸出函數(shù)如`printf()`、`puts()`等，用于將字符串輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出。輸入函數(shù)如`scanf()`、`gets()`等，用于從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀取字符串。注意事項(xiàng)輸入字符串時(shí)需注意緩沖區(qū)溢出問(wèn)題，輸出字符串時(shí)確保以空字符結(jié)尾。字符串輸入輸出函數(shù)字符串拷貝函數(shù)字符串連接函數(shù)字符串比較函數(shù)字符串長(zhǎng)度函數(shù)字符串操作函數(shù)庫(kù)介紹01020304如`strcpy()`，用于將一個(gè)字符串拷貝到另一個(gè)字符數(shù)組中。如`strcat()`，用于將一個(gè)字符串連接到另一個(gè)字符串的末尾。如`strcmp()`，用于比較兩個(gè)字符串的大小關(guān)系。如`strlen()`，用于計(jì)算字符串的長(zhǎng)度（不包括空字符）。字符串反轉(zhuǎn)函數(shù)字符串查找函數(shù)字符串替換函數(shù)字符串分割函數(shù)自定義字符串處理函數(shù)實(shí)現(xiàn)將字符串中的字符順序反轉(zhuǎn)的功能。實(shí)現(xiàn)將字符串中的某個(gè)子串替換為另一個(gè)子串的功能。實(shí)現(xiàn)在一個(gè)字符串中查找另一個(gè)子串的功能，返回子串的起始位置。實(shí)現(xiàn)將字符串按照指定分隔符分割為多個(gè)子串的功能，并存儲(chǔ)到字符數(shù)組中。05數(shù)組在算法中應(yīng)用冒泡排序通過(guò)相鄰元素比較和交換，將較大（或較?。┰刂鸩酵扑偷綌?shù)組末端，實(shí)現(xiàn)排序。插入排序?qū)⑽磁判蛟夭迦氲揭雅判虿糠值暮线m位置，保持已排序部分始終有序。選擇排序在未排序部分選擇最?。ɑ蜃畲螅┰兀瑢⑵渑c未排序部分的首個(gè)元素交換，逐步縮小未排序部分。排序算法實(shí)現(xiàn)從數(shù)組一端開(kāi)始，逐個(gè)比較元素，直到找到目標(biāo)元素或遍歷完整個(gè)數(shù)組。順序查找針對(duì)有序數(shù)組，通過(guò)不斷縮小查找范圍，快速定位目標(biāo)元素。二分查找利用哈希函數(shù)將元素映射到數(shù)組位置，實(shí)現(xiàn)快速查找和插入。哈希查找查找算法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)規(guī)劃問(wèn)題中數(shù)組應(yīng)用斐波那契數(shù)列利用數(shù)組保存中間結(jié)果，避免重復(fù)計(jì)算，提高算法效率。最長(zhǎng)遞增子序列通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃思想，利用數(shù)組記錄狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程，求解最長(zhǎng)遞增子序列長(zhǎng)度。背包問(wèn)題在解決背包問(wèn)題時(shí)，可以利用數(shù)組記錄不同容量下的最優(yōu)解，實(shí)現(xiàn)空間優(yōu)化和狀態(tài)轉(zhuǎn)移。在矩陣運(yùn)算中，數(shù)組作為基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)矩陣元素并參與運(yùn)算。矩陣運(yùn)算字符串處理圖像處理統(tǒng)計(jì)分析字符串可以視為字符數(shù)組，通過(guò)數(shù)組操作實(shí)現(xiàn)字符串的拼接、比較、查找等功能。在圖像處理中，數(shù)組用于存儲(chǔ)像素信息，通過(guò)對(duì)數(shù)組的操作實(shí)現(xiàn)圖像的變換、濾波等處理。在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析中，數(shù)組用于存儲(chǔ)樣本數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)組的操作實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的排序、篩選、計(jì)算等功能。其他經(jīng)典問(wèn)題中數(shù)組應(yīng)用06數(shù)組優(yōu)化技巧與注意事項(xiàng)循環(huán)數(shù)組通過(guò)循環(huán)利用數(shù)組空間，減少內(nèi)存占用。數(shù)據(jù)壓縮采用數(shù)據(jù)壓縮算法，減少存儲(chǔ)空間需求。使用合適大小的數(shù)據(jù)類型根據(jù)實(shí)際需求選擇合適大小的數(shù)據(jù)類型，避免空間浪費(fèi)。空間復(fù)雜度優(yōu)化策略哈希表將數(shù)組元素作為哈希表的鍵，實(shí)現(xiàn)快速查找和訪問(wèn)。預(yù)處理和緩存通過(guò)預(yù)處理和緩存技術(shù)，減少重復(fù)計(jì)算和訪問(wèn)數(shù)組元素的次數(shù)。二分查找在有序數(shù)組中，利用二分查找算法提高查找效率。時(shí)間復(fù)雜度優(yōu)化策略在訪問(wèn)數(shù)組元素前，檢查索引是否越界，避免程序崩潰或未定義行為。數(shù)組越界檢查在使用數(shù)組前，檢查指針是否為空，防止空指針引