【C语言数据结构】：数组

数组本质上只是编译器在内存空间上开辟的【一连串的内存】

而代表数组的【变量】其实只是这一连串内存空间的【第一个元素的内存地址】。

所以当你给编译器看一个数组时，他并不是像人一样能看到这个数组的全貌，他只能看到这个数组的第一个元素，并且知道这个元素的内存地址。

【看了这段话很蒙圈？问题不大！接着看下去就行了】

一、定义数组

数组的普通定义非常简单，你只需要这样

int numList[10];

就可以定义一个【含有10个空间大小的整型数组】，里面可以存放十个整型元素。

在刚定义并未初始化的时候，你可以理解为里面什么都没有，是空的，就像你拿了一个袋子，里面没有装东西一样。

1. 【延伸知识】数组的理解

❝

毕竟数组你们在学C语言的时候也都学了，那么我们再学数据结构的时候，肯定还需要再深入一点点的

❞

当然上面这个例子不是十分恰当，或许这个例子更好一点：

❝

在你们学校开会的时候，【第一排的座位】规定只能由【领导】坐

这个【第一排座位】就可以理解为这个【数组】，有【10个座位】就是数组的【长度为10】,【领导】就是这个【int类型】。

❞

如果这个你还不理解，那就....那就....去看视频理解吧 [手动狗头]

2. 【延伸知识】数组的初始元素

当然了，虽然可以理解为空的

但是其实不是空的，他是由数组长度个（上面的数组就是10个）自由内存地址组成，诶，你别不信，我们可以打印一下试试，看看我说的到底是真的还是假的。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a[10];
    for (int i=0;i<10;i++)
    {
        printf("%d\n", a[i]);
    }
}

看到这，可能有些Java选手受不了了，明明没有定义，你就打印，肯定会报错的！

pass：Java中需要定义，声明

但是会吗？很明显是不会的，它是有元素的

打印结果：

1997818734
0
1
44
7673468
6422376
4200059
4199952
0
44

二、数组的类型强制

「——带着问题学知识——」

1. 下标取值是怎么做到的？
2. 下标为什么从0开始？
3. 为什么数组会强制类型？

「————————————」

【p1】下标取值是怎么做到的？

我们知道，数组其实是在内存空间中开辟的一串连续的内存地址，而在编译器中只有数组第一个元素的内存地址。

【下标】，其实是在操作数组第一个元素的内存地址，令其【加下标】，就能得到第【几个】元素。

我们假设第一个数组元素的内存地址为：「00000001」（不要当真），而这个数组变量为【a】（数组为整型），那么【a[0]】，其实就是令这个内存地址【+0】，得到第一个元素的内存地址，再得到这个内存地址所存储的值。

而因为这个数组是整型数组，而整型在内存中占用4个字节，所以，第二个元素应该这么表示：【a[1] =》（00000001+(1*4)）】 得到第二个元素的内存地址，再得到第二个元素。

展示数组的地址与数组第一个元素的地址相同

#include <stdio.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int a[] = {1, 2, 3, 4};     // 一个数组
    printf("a的内存地址%p\na[0]的内存地址%p", &a, &a[0]);
    return 0;
}

运行结果：

a的内存地址0061FEC0
a[0]的内存地址0061FEC0

【p2】下标为什么从0开始？

想必看完上面的问题，你也对这个问题有了认知。

因为数组的内存实际上是第一个元素的内存，而通过下标进行计算是需要对内存地址进行相加操作的，所以就必须从0开始。

【p3】为什么数组需要强制类型？

看看刚刚的式子：【a[1] =》（00000001+(1*4)）】 转成通用的式子就是：

❝

数组第一个元素的内存地址+(下标*类型在内存中所占用的字节数)

❞

所以数组要强制类型。

这个内存地址在C语言中，是可以通过【&】直接取到的，有兴趣的，可以通过这个符号去对数组进行一些操作。

比如：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a[10];
    for (int i=0;i<10;i++)
    {
        printf("%p\n", &(a[i]));
    }
}

自己打印一下看看数组的内存地址看看是不是相邻的，看看相邻是不是4

运行结果：

0061FEA4
0061FEA8
0061FEAC
0061FEB0
0061FEB4
0061FEB8
0061FEBC
0061FEC0
0061FEC4
0061FEC8

三、数组使用

增改查的操作。

增其实也是在未初始化的时候，，，而不是长度增加。

数组在使用的时候，切忌要记得数组的长度，不要超出数组长度，会报错的。

1. 增

遍历赋值的操作

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a[10];
    for (int i=0;i<10;i++)
    {
        a[i] = i;
        printf("元素的内存地址：%p\n\n元素的值：%d\n", &(a[i]), a[i]);
    }
}

运行结果：将0-9的值放进数组中

元素的内存地址：0061FEA4
元素的值：0

元素的内存地址：0061FEA8
元素的值：1

元素的内存地址：0061FEAC
元素的值：2

元素的内存地址：0061FEB0
元素的值：3

元素的内存地址：0061FEB4
元素的值：4

元素的内存地址：0061FEB8
元素的值：5

元素的内存地址：0061FEBC
元素的值：6

元素的内存地址：0061FEC0
元素的值：7

元素的内存地址：0061FEC4
元素的值：8

元素的内存地址：0061FEC8
元素的值：9

2. 改

因为定义的时候，数组不是空的，也是有元素的，我们在进行我们的操作的时候，就将原来的值替换掉了，这个改也是同样的道理，其原理还是通过下标。

3. 查

通过下标查找某个元素

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a[10];
    for (int i=0;i<10;i++)
    {
        a[i] = i;
        printf("元素的内存地址：%p\n元素的值：%d\n\n", &(a[i]), a[i]);
    }
}

再说别的就是数组的相关算法了，什么二分枚举，双指针，三分枚举.....

四、练习题

学编程，最忌讳的就是光看不练，动起来，做点题

p1 数组串联

「给你一个长度为 n 的整数数组 nums 。请你构建一个长度为 2n 的答案数组 ans ，数组下标 从 0 开始计数 ，对于所有 0 <= i < n 的 i ，满足下述所有要求：」

「ans[i] == nums[i]」 「ans[i + n] == nums[i]」 「具体而言，ans 由两个 nums 数组 串联 形成。」

「返回数组 ans 。」

来源：力扣（LeetCode） 链接：https://leetcode-cn.com/problems/concatenation-of-array 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

p2 基于排列构建数组

「给你一个 从 0 开始的排列 nums（下标也从 0 开始）。请你构建一个 同样长度 的数组 ans ，其中，对于每个 i（0 <= i < nums.length），都满足 ans[i] = nums[nums[i]] 。返回构建好的数组 ans 。」

「从 0 开始的排列 nums 是一个由 0 到 nums.length - 1（0 和 nums.length - 1 也包含在内）的不同整数组成的数组。」

来源：力扣（LeetCode） 链接：https://leetcode-cn.com/problems/build-array-from-permutation 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

p3 执行操作后的变量值

「存在一种仅支持 4 种操作和 1 个变量 X 的编程语言：」

「++X 和 X++ 使变量 X 的值 加 1」 「--X 和 X-- 使变量 X 的值 减 1」 「最初，X 的值是 0」

「给你一个字符串数组 operations ，这是由操作组成的一个列表，返回执行所有操作后， X 的 最终值 。」

来源：力扣（LeetCode） 链接：https://leetcode-cn.com/problems/final-value-of-variable-after-performing-operations 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

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