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8 、数组

一、定义数组🧀

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// <类型> 变量名称 [元素数量]
int grades[100];
double weight[20];

Tip

  • 所有元素数据类型必须相同
  • 数组是定长的
  • 元素在内存中连续排列，便于高效索引和遍历。
  • 下标从 0 开始
timeline
a[0]: 1
a[1]: 2
a[2]: 3
a[3]: 4
a[4]: 5
a[5]: 6
a[6]: 7

Bug

  • 编译器和运行环境都 不会 检查数组下标是否越界
  • 一旦程序运行，越界的数组访问可能造成问题，导致程序崩溃 → segmentation fault
  • 长度为 \(0\) 的数组存在，但是无用
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int main(void) {
    const int number = 10; // 数组大小
    int x;
    int count[number]; // 定义数组
    int i;

    // 数组初始化
    for (i = 0; i < number; i++) {
        count[i] = 0;
    }

    scanf("%d", &x);
    while (x != -1) {
        if (x > 0 && x <= 9) {
            count[x]++; // 数组参与运算
        }

        scanf("%d", &x);
    }
    // 遍历数组输出
    for (int i = 0; i < number; i++) {
        printf("%d:%d\n", i, count[i]);
    }

    return 0;
}

二、数组运算🧀

1、集成初始化🧀

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int a[] = {2, 4, 6, 8, 9, 6, 5, 3};      // 自动推导大小为8
int a[12] = {2};                         // a[0]=2，其余a[1]~a[11]=0

2、定位初始化（C99 起支持）🧀

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int a[12] = { [1]=2, 4, [5]=6 };
// 解释：
// a[1] = 2
// a[2] = 4
// a[5] = 6
// 其他元素默认初始化为0

数组大小

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sizeof(a) / sizeof(a[0])
// 优点：无需手动更新遍历终点，即使数组初始值改变，循环逻辑仍正确

3、数组赋值🧀

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int a[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
int b[] = a; // 编译错误：数组不能直接整体赋值

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int a[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
int b[6];
for (int i = 0; i < 6; i++) {
    b[i] = a[i];
}

Warning

  • 使用 i <= length 导致数组越界访问
  • 离开循环后继续使用 i，可能导致访问非法下标

4、作为函数参数🧀

在函数中传递数组时，必须额外传入数组的大小。例如：

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void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
埃氏筛

  • 令x为2

  • 将2x、3x、4x直至ax<n的数标记为非素数

  • 令x为下一个没有被标记为非素数的数，重复上一步；直到所有的数都已经尝试完毕

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#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define N 10000
int isPrime[N]; // 标记数组：1 表示是素数，0 表示不是素数

int main() {
    int n;
    scanf("%d", &n); // 输入需要筛选素数的上限 n

    // 初始化数组：memset 设置所有字节为 1，相当于全设为“是素数”状态
    memset(isPrime, 1, sizeof(isPrime));
    isPrime[0] = isPrime[1] = 0; // 0 和 1 不是素数，手动标记为 0

    for (int i = 2; i * i <= n; i++) {
        if (isPrime[i]) { // 如果 i 是素数
            // 把 i 的倍数都标记为非素数（从 i*i 开始标记，前面已经被标过了）
            for (int j = i * i; j <= n; j += i) {
                isPrime[j] = 0;
            }
        }
    }

    // 输出所有在 [2, n] 范围内的素数
    for (int i = 2; i <= n; i++) {
        if (isPrime[i]) {
            printf("%d ", i);
        }
    }
}

三、二维数组🧀

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int a[3][5]; // 3行5列的二维整型数组
  • a[i][j] 表示第 i 行第 j 列的元素，类型为 int
  • 下标从 0 开始：有效范围为 0 <= i < 3，0 <= j < 5

1、一般初始化🧀

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int a[][5] = {
    {0, 1, 2, 3, 4},
    {2, 3, 4, 5, 6},
};

Tip

  • 必须指定列数，即 [][5] 是合法的，而 [2][] 是非法的
  • 每行用一对 {} 括起来，逗号分隔
  • 可以省略某些元素，不写的部分自动补零
  • 总行数可自动推导

2、memset🧀

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int a[3][5];
memset(a, 0, sizeof(a));  // 将所有元素置为0

Failure

初始化为非 0 值