C/C++编程笔记：《C语言》—— 数组知识详解，学编程建议收藏！

作者：龙跃十二链接：https://www.imooc.com/article/300814 ，微信公众号：龙跃十二

数组的基本概念

我们把一组数据的集合称为数组（Array），它所包含的每一个数据叫做数组元素（Element），所包含的数据的个数称为数组长度（Length），数组中的每个元素都有一个序号，这个序号从0开始，而不是从我们熟悉的1开始，称为下标（Index），所包含数组的里面元素的类型叫做数组类型（Type）。

一句话就说清楚了数组的基本概念，就是这么简单，_。

数组底层结构探析

1int array[5];

内存布局图

不要看这个图简单，底层就是这样的。数组是一个整体，它的内存是连续的；也就是说，数组元素之间是相互挨着的，彼此之间没有一点点缝隙。

这一点很重要,连续的内存为指针操作（通过指针来访问数组元素）和内存处理（整块内存的复制、写入等）提供了便利，这使得数组可以作为缓存使用。

有同学估计要说什么叫做指针操作，听龙叔絮叨下。

1int arr[5]={1,2,3,4,5};2printf("%d\n",arr[3]);

看上面的代码，学过数组都知道arr[3]是取第三个元素的值，那我就要问你了，怎么取到值的呢？？？

不要慌，龙叔告诉你其实就是指针操作。当我们声明并定义数组int arr[5] = {1,2,3,4,5}，此时数组被分配了5个int大小的空间在栈上，并初始化了数组元素。我们都知道数组名代表数组的首元素的首地址，那么很明显就可以得到arr[3] = arr + 3。

数组的运算

1int a[]={1,2,3,4};

2printf("%d\n",sizeof(a));

3printf("%d\n",sizeof(a+0));

4printf("%d\n",sizeof(*a));

5printf("%d\n",sizeof(a+1));

6printf("%d\n",sizeof(a[1]));

7printf("%d\n",sizeof(&a));

8printf("%d\n",sizeof(&a+1));

9printf("%d\n",sizeof(&a[0]));

10printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));

11//字符数组

12char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};

13printf("%d\n", sizeof(arr));

14printf("%d\n", sizeof(arr+0));

15printf("%d\n", sizeof(*arr));

16printf("%d\n", sizeof(arr[1]));

17printf("%d\n", sizeof(&arr));

18printf("%d\n", sizeof(&arr+1));

19printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));

20printf("%d\n", strlen(arr));

21printf("%d\n", strlen(arr+0));

22printf("%d\n", strlen(*arr));

23printf("%d\n", strlen(arr[1]));

24printf("%d\n", strlen(&arr));

25printf("%d\n", strlen(&arr+1));

26printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));

27char *p = "abcdef";printf("%d\n", sizeof(p));

28printf("%d\n", sizeof(p+1));

29printf("%d\n", sizeof(*p));

30printf("%d\n", sizeof(p[0]));

31printf("%d\n", sizeof(&p));

32printf("%d\n", sizeof(&p+1));

33printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1));

34printf("%d\n", strlen(p));

35printf("%d\n", strlen(p+1));

36printf("%d\n", strlen(*p));

37printf("%d\n", strlen(p[0]));

38printf("%d\n", strlen(&p));

39printf("%d\n", strlen(&p+1));

40printf("%d\n", strlen(&p[0]+1));

41//二维数组

42int a[3][4] = {0};

43printf("%d\n",sizeof(a));

44printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));

45printf("%d\n",sizeof(a[0]));

46printf("%d\n",sizeof(a[0]+1));

47printf("%d\n",sizeof(a+1));

48printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));

49printf("%d\n",sizeof(*a));

50printf("%d\n",sizeof(a[3]));

就这几个运算，估计会难倒很多同学的，不信你可以把答案写出来之后在去跑一遍，全对找我拿红包。

sizeof(数组名)，代表整个数组的字节数；&数组名，代表取得整个数组的地址。

数组的一些特性

1、严格上说数组只有一维数组。n维数组是在一维数组里面存放一个(n-1)维数组，掌握以为数组即可。

2、数组的长度指的是数组的元素个数不是数组空间长度。sizeof()关键字即可获取数组总的字节数，在除以元素类型的字节数即可得到数组长度。

3、C语言并不会判断数组访问越界，需要程序员判断越界访问。eg: int arr[5] = {1,2,3,4,5}; int b = arr[10];，这样访问也是可以拿到元素的，天知道你访问的是谁的数据。

4、数组底层内存结构是连续的。正是由于数组结构的连续性便诞生了内存的友好性，数组分配内存是整块分配的，堆内存很友好；连续的内存是的访问内存效率高。

5、数组大小是固定不变的。需要改变大小就需要新开一块大内存的数组，把之前的元素拷贝过来，释放之前的内存。

6、数据根据下标随机访问的时间复杂度为 O(1)

7、数据的插入和删除很低效：

（1）如果删除数组末尾的数据，最好情况时间复杂度为 O(1)

（2）如果删除开头的数据，则最坏情况时间复杂度为 O(n)

（3）平均情况时间复杂度也为 O(n)。

数组常见问题

数组长度是一个非常量。

1int b;2scanf("%d",&b);3int arr[3*b];

不知道你曾经有没有写过这样的代码，反正我写过。数组的长度和内存是在程序编译时就已经确定了的。b的值是在运行时才确定的。有两个新名词，程序编译时&程序运行时。

数组越界访问

1int arr[5]={1,2,3,4,5};2printf("%d\n",arr[-1]);3printf("%d\n",arr[1]);4printf("%d\n",arr[4]);5printf("%d\n",arr[5]);6printf("%d\n",arr[6]);

肉眼可见的错误，编译器竟然没报错。

数组相关笔试题目

给你一个数组，求一个k值，使得前k个数的方差 + 后面n-k个数的方差最小，时间复杂度可以到O(n)。

给定一个n个整型元素的数组a，其中有一个元素出现次数超过n / 2，求这个元素。

给定一个含有n个元素的数组，找出数组中的两个元素X和Y使得abs（x-y）最小。

在一个二维数组中（每个一维数组的长度相同），每一行都按照从左到右递增的顺序排序，每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个函数，输入这样的一个二维数组和一个整数，判断数组中是否含有该整数。

在一个长度为n的数组里的所有数字都在0到n-1的范围内。数组中某些数字是重复的，但不知道有几个数字是重复的。也不知道每个数字重复几次。请找出数组中任意一个重复的数字。例如，如果输入长度为7的数组{2,3,1,0,2,5,3}，那么对应的输出是第一个重复的数字2。

给定一个数组A[0,1,…,n-1],请构建一个数组B[0,1,…,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]A[1]…_A[i-1]A[i+1]…_A[n-1]。不能使用除法。（注意：规定B[0] = A[1] * A[2] * … * A[n-1]，B[n-1] = A[0] * A[1] * … * A[n-2];）

利用数组可以出很多笔试题目，当然这些题目很多并不是考验数组本身特性大多是考算法基础的。本节就到这里了！

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